Orientador: Marcos Gomes Nogueira / Coorientador: Lourdes Maria Abdu El-moor Loureiro / Banca: Evaldo Luiz Gaeta Espindola / Banca: Raoul Henry / Banca: Odete Rocha / Banca: Claudia Costa Bonecker / Resumo: / Abstract: / Doutor

Neste estudo, avaliou-se a qualidade da água e sedimento dos principais tributários do reservatório de Barra Bonita (médio Tietê Superior - SP), analisando 14 estações amostrais em um período anual, através de estudos limnológicos e ensaios de toxicidade crônica (utilizando os cladocera planctônicos Ceriodaphnia dubia e Ceriodaphnia silvestrii como organismos-teste). Os resultados das análises físicas e químicas da água e sedimento demostraram a existência de locais altamente impactados, como os rios Tietê, Capivari, Lavapés e Piracicaba, receptores primário de efluentes domésticos e industriais dos municípios localizados na região. Os bioensaios com C. silvestrii e C. dubia confirmaram o alto grau de degradação destes ambientes, verificando-se indícios de toxicidade crônica em amostras de água pertencentes aos rios Capivari (estação 1), Tietê (estação 2), Piracicaba (estação 4) e Lavapés (estação 11) e toxicidade crônica em amostras de água pertencentes aos rios Tietê e Piracicaba, em especial, por apresentarem alta vazão e baixo tempo de residência da água, representam a principal contribuição de contaminantes para o reservatório de Barra Bonita, uma vez que grande parte dos nutrientes, metais e material em suspensão observados nestas áreas é transportado até a área de influência da represa, podendo causar eutrofização e assoreamento na região. Também foram identificadas áreas com baixo grau de impacto antrófico, como os rios dos Peixe, Capivara e Araquá (com valores de nutrientes e metais que chegam a ser seis vezes inferiores aos obtidos nos rios Capivari e Tietê), que contribuem, em menor escala, para uma relativa diluição dos contaminantes transportados até o reservatório. / In this study, water and sediment quality of the most important tributary of Barra Bonita\'s reservoir (Tiete Median Superior - SP) was assessed using limnological analysis and chronic bioassays (with the planktonic cladocerans Ceriodaphnia dubia and Ceriodaphnia silvestrii) throughout 14 stations in a one-year period. This approach showed greatly impacted sites, as are the Tiete, Capivari, Lavapes and Piracicaba rivers, all of them receptors of domestic and industrial wastewater from the cities of the region. The bioassays with C. silvestrii and C. dubia confirmed these results. It was identified that on Capivari (site 1), Tiete (site 2), Piracicaba (site 4) and Lavapés (site 11) water samples, there were traces of chronic toxicity, and it was verified that chronic toxicity on Tiete (site 9), Piracicaba (site 7) and Capivari (site 1) sediment samples existed as well. The Tiete and Piracicaba rivers , with high levels of flow and low time of water residence, represent the principal contribution of contaminants to Barra Bonita\'s Reservoir, due to the transport of nutrients, metals and suspended materials f rom these environments to the Reservoir\'s area of influence, causing eutrophication. Areas with low levels of human impact, like Peixe, Capivara and Araquá rivers (with values of nutrients and metals six times lower than those of the Capivari and Tiete rivers) were also identified. These low impact rivers contribute less contaminants , through a relative dilution, transported to the reservoir.

Os reservatórios hidrelétricos, além da geração de energia, apresentam outros benefícios socioeconômicos como a estocagem de água para usos futuros, controle de inundação, e abastecimento de água. Dentre os recursos naturais, a água é um dos que mais sofre alterações em suas características naturais, estas mudanças são devido às formas de exploração, degradação e erosão da bacia de captação. Neste sentido, o presente estudo tem por objetivo caracterizar a variação espaço-temporal dos constituintes opticamentes ativos, a partir da integração de dados de Sensoriamento Remoto orbital, em Pequenas Centrais Hidrelétricas (PCHs) no rio Ivaí-RS, as PCHs Ernesto Dreher, Cascata do Ivaí e Henrique Kotzian. Para a análise espaço-temporal foram utilizadas nove imagens do satélite Landsat 8-OLI. A área de estudo foi amostrada considerando o período de um ano hidrológico (junho de 2015-maio de 2016). Os dados de sólidos em suspensão foram obtidos em trabalhos de campo na mesma data de passagem do satélite. A partir das imagens Landsat obteve-se os dados de reflectância e foi aplicada a análise dos componentes principais. Dados de precipitação pluviométrica nas PCHs foram utilizados para complementar dados da área de estudo. Verificou-se que os valores de precipitação pluviométrica devem ser levados em consideração na análise dos dados de Sensoriamento Remoto e limnológicos, pois associados ao uso da terra apresentam fortes influências no transporte de material para a bacia de captação. No que se refere a análise dos componentes principais esta mostrou-se ser uma ferramenta estatística de extrema importância em estudos físico-químicos de águas, pois possibilitou a identificação de compartimentos aquáticos bem definidos. Outro item abordado foi a estimativa dos Totais de Sólidos Suspensos (TSS) em função da imagem de reflectância, sendo que nesse cenário de pequenos barramentos o modelo proposto mostrou-se indicado para a estimativa da concentração de sólidos suspensos. Desta forma, verificou-se que o estudo nos reservatórios das PCHs utilizando técnicas de Sensoriamento Remoto foi de grande importância na extração e espacialização de informações, pois facilita o armazenamento e manipulação dos dados, favorecendo as análises como a disponibilização de produtos cartográficos, tais como mapas e figuras contendo os resultados. / The hydropower plants, besides generating power, present other social-economic benefits such as the water storage for future uses, flood regulation and water supply. Amongst all the natural resources, water is one that most suffers changes on its natural characteristics. These changes are due to forms of exploitation, degradation and erosion of the river basin. Seen in these terms, the present study aims to characterize the temporal variation of the optically active constituents from the data integration of the Orbital Remote Sensing in Small Hydropower Plants (SHPs) in Ivaí River - Rio Grande do Sul: Ernesto Dreher, Cascata do Ivaí and Henrique Kotzian. For spatiotemporal analysis, 9 images from the Landsat 8-OLI satellite were used. The area of study was sampled considering the period of a hydrological year (june 2015-may 2016). The data from the suspended solids were obtained in field research on the same date of the satellite passage. From the Landsat images, the reflectance data and the Analysis of the Main Components was obtained. Rainfall data in the SHPs were used to complement field research data. The rainfall data values should be taken into consideration in the Remote Sensing and Limnological data, as those, associated to land use, present strong influence on the transportation of material for the river basin. In relation to the Analysis of the Main Components, it shows to be a statistic tool of extreme importance in physical-chemical studies of water, as it enables the identification of well-defined water compartments. Another item approached was the total suspended solids (TSS )estimation in relation to the image of reflectance being that in the scenario of small plants, the proposed model shows itself to be indicated for the concentration of Suspended Solids estimation. Thus, it was verified that the study in the reservoirs of the SHPs using techniques of Remote Sensing was of great importance in the extraction and spatialization of information as it facilitates storage and manipulation of data, promoting analysis such as the provision of map products, for example: maps and figures on the results.

Os reservatórios, por serem corpos de água dinâmicos e pelos seus usos múltiplos, sofrem acelerado processo de eutrofização. Neste estudo avaliou-se a atual condição da represa do Lobo (municípios de Brotas e Itirapina, SP) em relação a algumas características físicas, químicas e biológicas em uma perspectiva temporal. As amostragens foram realizadas em duas épocas representativas das estações seca e chuvosa, compreendidas no período de setembro de 2000 e junho de 2001. Foram estabelecidos seis pontos de coleta, nos quais foram coletadas amostras de água para análises de nutrientes, clorofila, material em suspensão, zooplâncton e foram também realizadas medidas \"in situ\" de variáveis físicas e químicas, com o multisensor Horiba U10. Os resultados obtidos revelaram que ocorreram variações sazonais de moderada amplitude, caracterizando dois períodos: o seco com temperaturas menores, águas mais oxigenadas, menor condutividade elétrica e maiores concentrações de nutrientes. O zooplâncton da represa do Lobo foi numericamente dominado pelos rotíferos, seguidos pelos cladóceros e copépodos em proporções bem menores, similarmente ao reportado pelos estudos anteriores, indicando que em nível de grandes grupos não houve ainda uma mudança na estrutura desta comunidade. As variações na densidade dos principais grupos zooplanctônicos estão relacionadas às características físicas e químicas das diferentes porções da represa (com maiores densidades na porção superior, mais eutrófica) e à sazonalidade, com maior abundância de rotíferos no período chuvoso e maiores densidades de protozoários e microcrustáceos no inverno. Durante o período de estudo a condição trófica do reservatório foi mesotrófica, contudo com níveis de nutrientes e biomassa do fitoplâncton, indicada pela concentração de clorofila, superiores aos níveis reportados para a década de 1970. Concluiu-se portanto que a represa está sofrendo um processo de eutrofização. / Reservoirs, being dynamic bodies of water and for their several uses, undergo an accelerated process of eutrophication. The aim of this research is to analyze the actual condition of the Lobo reservoir (Itirapina and Brotas districts, SP) in relation to some physical, chemical and biological characteristics in a temporal perspective. Sampling was made in two representative periods of both dry and rainy seasons, during the period of September 2000 and June 2001. Six sampling stations where established for the analysis of nutrients, chlorophyll, suspended material, zooplankton, and also some \"in situ\" measurements utilizing a Horiba U10 multisensor where taken at these same locations for the observation of some chemical and physical variables. The results revealed the occurrence of seasonal variations of moderate magnitude, putting in evidence two periods: a dry one with low temperatures, more oxygenated water, lower electrical conductivity and lower nutrient concentrations in opposition with a rainy season, that was identified by higher temperatures, lower dissolved oxygen concentrations, higher electrical conductivity and higher concentrations of nutrients. The zooplankton of Lobo reservoir was numerically dominated by rotifers, followed by cladocerans and copepods in lower abundances, as similarly reported by previous studies, showing that in terms of the major groups there still was no shift in the community structure. Variations in the density of the main zooplankton groups were related to the physical and chemical characteristics of the different parts of this reservoir (with higher densities in the upper portion, that was more eutrophicated) and due to the seasonality, with higher abundance of rotifers in the rainy season and bigger densities of protozoans and microcrustaceans in the winter. Throughout the period of study the trophic condition of the reservoir was mesotrophic, although with levels of nutrients and phytoplankton biomass, indicated by the concentration of chlorophyll, higher than those reported during the 70\'s. It was concluded that the reservoir is undergoing a slow eutrophication process.

As comunidades bentônicas são relevantes nos ecossitemas aquáticos devido ao seu papel no funcionamento dos ecossistemas e também como mercadores ou indicadores de paleocondições. Sua distinção, similarmente à de outras comunidades, estão condicionadas por fatores abióticos e pela interação entre eles, determinando a estrutura da comunidade que se estabelecerá. Pelo presente trabalho objetivou-se determinar a composição taxonômica, a abundância e a distribuição espacial da comunidade bentônica, amostrando-se em 20 pontos na lagoa do Caçó. Um total de 14 pontos foram estabelecidos na região litorânea (7 na margem esquerda e 7 na margem direita) e 6 na região limnética. A variação sazonal em parâmetros da comunidade e também das características físicas e químicas da água e do sedimento foram analisadas e relacionadas aos deslocamentos da Zona de Convergência Intertropical. A lagoa do Caçó está localizada ao Norte do Estado do Maranhão e possui aproximadamente 5 km de comprimento e largura média de 500 metros. As coletas foram realizadas em abril (período chuvoso) e novembro (período seco) de 1999. Pelos resultados obtidos, ficam evidentes as diferenças tanto na riqueza de táxons quanto na diversidade de espécies e na densidade das populações em função da sazonalidade. A diversidade, a riqueza e a densidade foram maiores no período seco do que no período chuvoso. A família Chironimidae (Diptera Insecta) foi o mais importante componente da comunidade, representando aproximadamente 50% do total da fauna bentônica da lagoa. O sedimento da Lagoa do Caçó tem baixo conteúdo de matéria orgânica, sendo classificado como mineral. A análise da composição granulométrica mostrou que o sedimento é heterogêneo, sendo arenoso na margem esquerda, predominantemente argiloso na margem direita e limo arenoso e argiloso na região limnética. Em relação às variáveis limnológicas, observaram-se microestratificações térmicas e ) químicas. Os índices tróficos aplicados permitiram classificar a lagoa do Caçó como oligotrófico. A alternância dos períodos seco e chuvoso atuou como a principal função de força condicionado as alterações nas condições físicas e químicas da água bem como na comunidade bentônica no ano de 1999. Além disso, a identificação dos Chironomidae atuais da lagoa do Caçó até o nível de gênero, e o fato deste grupo produzir remanescentes fossilizáveis os tornam bons marcadores paleolimnológicos e paleoclimáticos que podem ser utilizados para inferir sobre as condições lacustres e climáticas passadas. / Benthic communities are relevant in aquatic ecosystems due to their role in the ecosystem functioninq and also as rnarkers or indicators of paleoconditions. Their distribution, similarly to other communities, is conditioned by abiotic and biotic factors and to their interactions, which determine the structure of the community that will be established. The present work aimed to determine the taxonomic composition, the abundance and spatial distribution of the benthic community, by collecting at 20 sampling points in Caçá Lake. A total of 14 points were located in the littoral region (7 on the right margin and 7 on the left one) and 6 in the limnetic zone. Seasonal variation on community parameters and also of chemical and physical characteristics of water and sediment were analysed and related to the seasonal displacement of the Intertropical Convergence Zone. Caçó Lake is located at the North of Maranhão State and it has approximately 5 km of length and 500m mean width. Sampling was carried out in April (rainy season) and November (dry season). The results evidenced that there are differences in the richness of taxa, diversity and density of benthic species that are mainly related to the seasonality. The diversity, richness and density were higher in the dry than in the rainy period. The family Chironomidae (Diptera, Insecta) was the most important component of the community representing approximately 50% of the total benthic fauna of the lake. The sediment of Caçá Lake has low organic content being classified as a mineral one. The granulometric composition shows that the sediment is heterogeneous being sandy at the left margin, clayey in the right margin and sandy-clayey in the limnetic zone. In relation to the limnological variables, thermal and chemical (pH, dissolved oxygen and temperature) micro-stratifications were observed for both periods sampled. The trophic state indices applied have allowed to classifv Lake Caçá as an oligotrophic lake. The alternation of dry and rainy periods can be considered the main forcing function causing the changes in physical and chemical water characteristics as well on benthic community in the year 1999. The identification of the present Chironomidae at the genus level and the fact that this group does produce fossilizing remains make them good paleolimnological and paleoclimatic tracers that may be used to infer on past lake and climate conditions.

Mineração de dados tem sido cada vez mais aplicada em distintas áreas com o objetivo de extrair conhecimento interessante e relevante de grandes conjuntos de dados. Nesse contexto, aprendizado de máquina fornece alguns dos principais métodos utilizados em mineração de dados. Dentre os métodos empregados em aprendizado de máquina destacam-se os simbólicos que possuem como principal contribuição a interpretabilidade. Entretanto, os métodos de aprendizado de máquina tradicionais, como árvores e regras de decisão, não consideram a informação temporal presente nesses dados. Este trabalho propõe uma metodologia para extração de conhecimento de séries temporais por meio da extração de características e da identificação de motifs. Características e motifs são utilizados como atributos para a extração de conhecimento por métodos de aprendizado de máquina. Essa metodologia foi avaliada utilizando conjuntos de dados conhecidos na área. Foi realizada uma análise comparativa entre a metodologia e a aplicação direta de métodos de aprendizado de máquina sobre as séries temporais. Os resultados mostram que existe diferença estatística significativa para a maioria dos conjuntos de dados avaliados. Finalmente, foi realizado um estudo de caso preliminar referente ao monitoramento ambiental do reservatório da Usina Hidrelétrica Itaipu Binacional. Nesse estudo somente a identificação de motifs foi aplicada. Foram utilizadas séries temporais referentes à temperatura da água coletadas em distintas regiões do reservatório. Nesse estudo observou-se a existência de um padrão na distribuição dos motifs identificados para cada região do reservatório, corroborando com resultados consagrados na literatura / Data mining has been applied to several areas with the objective of extracting interesting and relevant knowledge from large data bases. In this scenario, machine learning provides some of the main methods employed in data mining. Symbolic learning are among the most used machine learning methods since these methods can provide models that can be interpreted by domain experts. However, traditional machine learning methods, such as decision trees and decision rules, do not take into account the temporal information present into data. This work proposes a methodology to extract knowledge from time series data using feature extraction and motif identification. Features and motifs are used as attributes for knowledge extraction performed by machine learning methods. This methodology was evaluated using some well-known data sets. In addition, we compared the proposed methodology to the approach that feeds machine learning algorithms with raw time series data. Results show that there are statistically significant differences for most of the data sets employed in the study. Finally, it is presented a preliminary study with environmental monitoring data from the Itaipu reservoir, made available by Itaipu Binacional. This study is restricted to the application of motif identification. We have used time series of water temperature collected from several regions of the reservoir. In this study, a pattern in motif distribution was observed for each region of the reservoir, agreeing with some well-known literature results

O Lago Guaíba é um importante corpo d’água localizado na porção leste do estado do Rio Grande do Sul. É a principal fonte de abastecimento de água para a região metropolitana de Porto Alegre, além de exercer outras funções sociais primordiais, como de estocar água para usos futuros, abastecimento agrícola e industrial, navegação, entre outros. Com os recentes avanços na tecnologia de Sensoriamento Remoto, espectrorradiômetros com altíssima resolução espectral e radiométrica são cada vez mais utilizados na discriminação de diferentes elementos presentes na natureza. Paralelamente, estão os sensores orbitais que possibilitam, por meio de sua visão sinótica, ampliar a representatividade espacial dos elementos na superfície terrestre. Este trabalho tem como objetivo caracterizar as águas do Lago Guaíba, quanto as suas propriedades ópticas, a partir da integração de dados de sensoriamento remoto orbital e de espectrorradiometria de campo. Para tanto foram coletadas variáveis limnológicas (totais de sólidos em suspensão, clorofila-a, turbidez) e espectrais em 9 de fevereiro de 2015, utilizando uma rede de 25 estações de coleta sobre o Lago, e adquiridos dados complementares: precipitação pluviométrica e direção de ventos. Foi utilizada uma série temporal da banda 4, sensor OLI/Landsat-8, e estabelecida correlação entre precipitação e reflectância. Foram adquiridos espectros com o espectrorradiômetro e aplicadas técnicas de suavização, derivada e remoção do contínuo, buscando identificar os constituintes opticamente ativos que determinam as características da água. As variáveis limnológicas foram espacializadas e relacionadas com os dados espectrais por meio de correlações e modelos de dispersão. Uma imagem do sensor LISS-III/ResourceSat-2 foi utilizada para estimativa empírica dos parâmetros limnológicos. Os resultados mostraram que a precipitação de 16 dias anteriores à aquisição da imagem influência de forma significativa nas características ópticas da água em diferentes épocas do ano. A máxima reflectância da água foi na faixa espectral do verde (0,18%). As regiões onde se observou as maiores reflectâncias na série estão ligadas aos ambientes onde predominam condições de erosão ou não deposição de sedimentos finos. Regressões empíricas explicaram que 23% da reflectância em 708 nm é devida a presença de sólidos na água. A concentração de Chl-a não apresentou correlações significativas (α = 0,05) com a reflectância. A análise dos dados espectrais demonstrou que os dois métodos de derivada e remoção do contínuo apresentaram bons resultados. Observou-se o aumento das correlações após a derivação evidenciando que esta técnica aumenta o contraste espectral e assim a precisão das estimativas. A primeira derivada em 772 nm explicou 44% da variação devido ao totais de sólidos em suspensão. Já em 690 nm, a primeira derivada explicou 32% da variação na concentração de clorofila-a. Os melhores resultados foram observados nas variáveis turbidez e transparência. A partir da remoção do contínuo se verificou as maiores profundidades de bandas em comprimentos de onda mais longos. Correlações fortes foram encontradas para as variáveis turbidez e transparência (r = 0,86 e -0,86, respectivamente) na faixa de 690-750 nm. Devido à baixa concentração tanto de sólidos em suspensão quanto de clorofila-a, houve dificuldade no estabelecimento de relações fiáveis entre parâmetros espectrais e a qualidade da água do Lago Guaíba. As imagens LISS-III mostraram-se potenciais para mapear a composição da água do Lago Guaíba. / Guaíba Lake is an important body of water located in the east portion of Rio Grande do Sul. It is the main source of water supply to Porto Alegre metropolitan region, besides exercising other primary social functions such as storing water for future use, agricultural and industrial supply, shipping, among others. With the recent advancements in technology of Remote Sensing, spectroradiometers with the highest spectral and radiometric resolution are each time more used to the distinction of different elements presented in nature. In parallel, there are the orbital sensors, which allow, through it’s synoptic view, to amplify the spatial representativity of the elements on earth’s surface. This work aims to characterize the waters of Guaíba Lake- RS, in terms of its optical properties, from the data integration of remote orbital sensing and spectroradiometry of the area. To achieve this, limnologic (total of suspended solids, chlorophyll-a, and turbidity) and spectral variables were collected on February 9th 2015, by the use of a 25 station collection network on the lake, and acquired complementary data: rain fall and wind direction. One temporal series of band 4 and sensor OLI/Landsat 8 were used, and the correlation between rain falls and reflectance was established. Spectra were acquired with the spectroradiometer and smoothing, derivation and continuum removal techniques were applied in order to identify the optically active constituents which determine the characteristics of the water. The limnologic variables were spatialized and related to the spectral data by correlations and dispersion models. An image of the sensor LISS-III/ResourceSat-2 was used for the empirical estimation of the limnologic parameters. The results showed that the 16 days rain falls previous to the image acquisition influenced in a significant way in the optical characteristics of the water in different seasons of the year. The maximum reflectance of water was in the green spectral range (0, 18%). The regions where the highest reflectance in the series was observed are connected to the environments where prevail the erosion conditions or nondeposition of fine sediments. Empirical regressions explained that 23% of the reflectance in 708 nm is due to the presence of solids in the water. The concentration of Chl-a did not present significant correlations (α = 0, 05) with the reflectance. The analysis of spectral data showed that the two methods of derivation and continuum removal presented positive results. The increase of correlations after the derivation was observed, highlighting the fact that this technique increases the spectral contrast and so the estimation accuracy. The first derivation in 772 nm explained 44% of the variation in the concentration of chlorophyll-a. The best results were observed in the variables TUR and DS. From the removal of the continuum, the highest band depth was verified in longer wavelength. Strong correlations were found to the turbidity and transparency variables (r = 0,86 and -0,86, respectively) in the range of 690-750 nm. Due to low concentration of suspended solids as much as chlorophyll-a, there was difficulty in the establishment of reliable relations between the spectral parameters and the quality of water in Guaíba River. The images LISS-III showed themselves to be potentials to map Guaíba River’s composition.

Orientador: Daniel Marcos Bonotto / Banca: José Ricardo Sturaro / Banca: Antonio Fernando Monteiro Camargo / Resumo: As características morfométricas têm efeitos relevantes sobre quase todas as variáveis físicas, químicas e biológicas de um lago ou reservatório. Nesse sentido, esta pesquisa teve como objetivo caracterizar a morfometria e o grau de trofia do reservatório da Floresta Estadual "Edmundo Navarro de Andrade" (FEENA), assim como estimar a variabilidade horizontal das variáveis físicas, químicas e biológicas (clorofila-a) na coluna d'água durante um período sazonal e nictemeral. Este estudo apresenta a primeira carta batimétrica do reservatório da FEENA. Os mapas batimétricos e de dispersão horizontal das variáveis estudadas foram gerados utilizando a Geoestatística como ferramenta no tratamento dos dados. Os resultados do levantamento batimétrico demonstraram que o reservatório encontra-se muito raso, principalmente em seu compartimento norte, próximo ao tributário. A profundidade média do reservatório é de 0,86 m e a máxima de 2,16 m. Devido à profundidade reduzida detectou-se grande variabilidade nos padrões de estratificação térmica da coluna d'água durante o monitoramento sazonal e nictemeral. Desta forma, o reservatório foi classificado como polimítico. Os estudos geoestatísticos subsidiaram as análises de caracterização morfométrica e a estimativa da variabilidade horizontal das variáveis no reservatório. O emprego da krigagem ordinária, com o recurso da estimativa de uma medida de dispersão, como o desvio padrão da krigagem, foi de significativa importância para a consistência deste trabalho. Por meio de uma análise comparativa entre os mapas de dispersão horizontal das variáveis clorofila-a, nitrogênio total e fósforo total gerados pela krigagem ordinária, foi possível observar que os níveis mais elevados concentraram-se na região intermediária e próxima ao vertedouro do reservatório, e os menores índices próximo ao tributário. Observa-se, ainda, que os valores de... / Abstract: The morphometric characteristics have significant effects on almost all physical, chemical and biological characteristics of a lake or reservoir. Accordingly, this study aimed to characterize the morphometry and trophic state of the reservoir State Forest "Edmundo Navarro de Andrade" (FEENA), as well as estimate the horizontal variability of physical, chemical and biological (chlorophyll a) in the column water during a seasonal and diurnal period. This study presents the first bathymetric chart of the FEENA reservoir. The bathymetric and variables dispersion maps were generated using geostatistics as a tool in data processing. Bathymetric survey results showed that the reservoir is silted up very especially in its sector north nears the tributary. The average depth of the reservoir is 0,86 m and the max depth is 2,16 m. Due to the reduced depth was detected high thermal variability of the water column during the diurnal and seasonal monitoring. Thus, the reservoir was ranked as polymitic. Geostatistical studies subsidized the analysis of morphometric characterization and estimation of the horizontal variability of the variables in the reservoir. The use of ordinary kriging, with the resource of estimating a measure of dispersion as the standard deviation of kriging, was of significant importance for the consistency of this work. Through a comparative analysis between the horizontal dispersion maps variable chlorophyll-a, total nitrogen and total phosphorus generated by ordinary kriging, it is observed that the highest levels concentrated in the intermediate region and near the spillway of the reservoir, and lower rates in the proximal portion to the tributary. Was observed also that the values of chlorophyll-a showed a higher correlation with total nitrogen seasonality of the environment in comparison with the total phosphorus. The low values obtained in the N : P ratio indicates that the limitation of primary productivity in the reservoir... / Mestre

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-08-17T17:16:25Z No. of bitstreams: 1 PDF - Flávia Morgana Monteiro.pdf: 1398263 bytes, checksum: a637939f757f2451c9bc980ec1257d8f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T17:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Flávia Morgana Monteiro.pdf: 1398263 bytes, checksum: a637939f757f2451c9bc980ec1257d8f (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of this study was to identify the effects of aquatic vegetation on the dyn amics of phytoplankton community. The hypothesis: Presence of submersed aquatic results in changes in nutrient concentrations, which in turn alters the dynamics of the phytoplankton community in semiarid reservoirs. To better understand these processes, we sought to answer the following questions: What environmental variables can better explain the change in the dynamics of these producers? There is competition between phytoplankton community and the submersed aquatic? Cyanobacteria release or inhibit the production of toxins in the presence of submersed aquatic? Monthly collections were made in Argemiro reservoirs Figueiredo (7º36'51,48 ''S, and 35º33'1,66''W) - this with the absence of aquatic plants, and Pessoa (7º29'20 "S and 36º17'3 "W) - with the presence of submersed aquatic, both located in the Brazilian semiarid region. The hydrological conditions of the reservoirs had to be quite different during the sample period (62 psf = 27; p <0.05). The systems studied had hot water above 22 ° C and pH increase over months. The phytoplankton community in both reservoirs was represented by 97 taxa grouped in five taxonomic groups: cyanobacteria (31%), Bacillariophyceae (29%), Chlorophyceae (20%), Euglenophyceae (11%), Zygnemaphyceae (9%). Of these taxa, 56 were common to both environments, 39 were unique environment with weeds, and 2 without aquatic environment. The largest biovolume phytoplankton values were observed for the tank with the absence of aquatic plants. It was observed that the underwater plants can act in determining the limnologic conditions of the ecosystem, because the growth of these enables the reduction of turbidity, since dense banks macrophytes limited resuspension of the pellet and limit the abundance of phytoplankton further processes competition for nutrients between these communities may restrict the development of phytoplankton. The relationship cyanobacteria / macrophytes took place in such a way that the lower algal biovolume, higher plant biomass and toxin concentration thus macrophyt es inhibits the growth of phytoplankton, but stimulates the process of toxin release. / O objetivo deste estudo foi identificar os efeitos da vegetação aquática sobre a dinâmica da comunidade fitoplanctônica. Tendo como hipótese: Presença de macrófitas submersas resulta em alterações nas concentrações de nutrientes, que consequentemente altera a dinâmica da comunidade fitoplanctônica em reservatórios do semiárido. Para melhor compreensão desses processos, buscou responder as seguintes perguntas: Quais variáveis ambientais podem melhor explicar a variação na dinâmica desses produtores? Existe competição entre a comunidade fitoplanctônica e as macrófitas submersas? As cianobactérias liberam ou inibem a produção de toxinas sob a presença de macrófitas submersas? Foram realizadas coletas mensais nos reservatórios Argemiro de Figueiredo (7º36’51,48’’S, e 35º33’1,66’’W) – este com ausência de plantas aquáticas, e Epitácio Pessoa (7º29’20”S e 36º17’3”W) – com presença de macrófitas submersas, ambos localizados no semiárido brasileiro. As condições hidrológicas dos reservatórios, apresentaram-se bastante distintas durante o período amostral (PsF = 62, 27; p < 0,05). Os sistemas estudados apresentaram águas quentes, acima de 22°C, e aumento do pH ao longo dos meses. A comunidade fitoplanctônica nos reservatórios estudados foi representada por 97 táxons agrupados em 5 grupos taxonômicos: Cianobacteria (31%), Bacillariophyceae (29%), Chlorophyceae (20%), Euglenophyceae (11%),Zygnemaphyceae (9%). Destes táxons, 56 foram comuns aos dois ambientes, 39 foram exclusivos do ambiente com macrófitas, e 2 do ambiente sem macrófitas. Os maiores valores de biovolume fitoplanctônico foram observados para o reservatório com ausência de plantas aquáticas. Foi observado que as plantas submersas podem atuar na determinação das condições limnológicas do ecossistema, visto que o crescimento destas possibilita a redução da turbidez, uma vez que, densos bancos de macrófitas limitam a ressuspensão do sedimento e restringem a abundância do fitoplâncton, além disso processos de competição por nutrientes entre estas comunidades podem restringir o desenvolvimento do fitoplâncton. A relação cianobactérias/macrófitas, deu-se de tal forma, que quanto menor o biovolume algal, maior é a biomassa vegetal e concentração de toxina, assim, as macrófitas inibe o desenvolvimento do fitoplâncton, porém, estimula o processo de liberação de toxina.

A represa de Piracuruca está localizada no município de Piracuruca, a 3º58\'S e 41º40\'W, na região Norte do Estado do Piauí. A vegetação do entorno é do tipo cerrado, com solos ácidos e pobres em nutrientes. O seu uso é caracterizado pela pecuária extensiva e agricultura de subsistência. O presente estudo visa a caracterização da represa de Piracuruca considerando os fatores físicos e químicos da água e a comunidade zooplanctônica. As características físicas e químicas de um ambiente aquático são fundamentais para o conhecimento de seu funcionamento. Em termos de oxigenação da água, o epilímnio apresentou valores relativamente altos de oxigênio dissolvido e anoxia no hipolímnio, tanto em escala sazonal como interanual. Para a temperatura foram observadas pequenas amplitudes de variação e formação de termoclinas nas camadas superiores de epilímnio. Devido às características arenosas dos solos e a decomposição da matéria orgânica na represa, os materiais suspensos foram predominantemente caracterizados pela função inorgânica, nos períodos amostrados. As altas concentrações de fósforo, derivadas principalmente da decomposição da vegetação submersa não removida durante a fase de enchimento do reservatório, ocasionaram um elevado grau de trofia para o ecossistema. O zooplâncton foi composto por vinte e nove táxons de Rotifera, nove de Cladocera e três de Copepoda, não havendo diferenças significativas na composição dos táxons encontrados na região\"litorânea\" e na região limnética. Para o zooplâncton foi registrado um índice de diversidade relativamente alto, não ocorrendo, no entanto, as diferenças sazonais significativas em termos de abundância ou composição taxonômica. / Piracuruca reservoir is located on Piracuruca municipality at 3°58\'S and 41°40\'W in the region North of Piauí State. The surrounding vegetation is a savannah type called \"cerrado\", with acid soils, poor in nutrients. Landuse is characterized by extensive cattling and subsistence agriculture. The present work intends to do a limnological characterisation of Piracuruca reservoir, considering physical and chemical water factors and zooplanktonic community. Physical and chemical features of a water body are environment are important for its functioning understanding. Regarding water oxygenation, epiliminion had high dissolved oxygen content and anoxia acurred in the hypolimion, and interanual and seasonal scale. For temperature it was observed a small variation amplitude and thermocline formation in epiliminion superior layers. Due to soils sandy features the suspended matter was predominantly characterised by the inorganic fraction, in both periods. High phosphorus concentrations, originated mainly from decomposition of the submersed vegetation, not removed during the reservoir filling phase, caused a high trophy degree for the ecosystem. Zooplankton was composed by twenty-nine Rotifera taxa, nine Cladocera taxa and three Copepoda taxa; there were no significant differences among the taxa composition in littoral and limnetic region. Diversity indices for zooplankton community were relatively high and there were no relevant seasonal differences registered in abundance or taxonomic composition.