Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2262_1.pdf: 5576671 bytes, checksum: 746505f766ef208636f80a090d9d0ff7 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A modelagem hidrológico-hidrodinâmica de sistemas fluviais complexos em áreas urbanas é abordada neste trabalho utilizando-se para isso um modelo hidrológico determinístico de base física distribuído que requer informações cartográficas, informações extraídas de imagens de satélite e informações hidrológicas. O sistema hidrológico estudado consiste da bacia hidrográfica do Rio Beberibe, que é uma das principais bacias da Região Metropolitana de Recife, no Estado de Pernambuco, Brasil. A partir da hidrografia e do Modelo Numérico do Terreno foram traçados automaticamente os contornos das bacias hidrográficas dos diversos canais enquanto que a classificação multiespectral da imagem de satélite de alta resolução permitiu a obtenção do mapa de uso do solo por cada bacia hidrográfica. Os dados de chuva foram coletados da Plataforma de Coleta de Dados (PCD) localizada em Olinda. Os dados de nível d água foram obtidos das réguas limnimétricas instaladas nos vários canais e as campanhas de medição de velocidades de fluxo permitiram o cálculo das vazões nesses canais. O período de obtenção dos dados para modelagem teve início em maio de 2007 e término em agosto de 2007 com intervalo de 2 horas. Para isso foi feito o treinamento de voluntários, moradores das regiões próximas aos canais, para efetuarem as leituras das réguas limnimétricas, nos horários das 07:00h, 09:00h, 11:00h, 13:00h, 15:00h e 17:00h. Os resultados das simulações permitiram avaliar que o uso do modelo hidrológico-hidrodinâmico MIKE SHE/MIKE 11 se configura em uma ferramenta bastante eficaz para simulação de eventos na região de estudo, para fins diversos como suporte à decisão na ocorrência de eventos extremos (Defesa Civil), planejamento de uso e ocupação do solo e ações estruturais e não-estruturais de macrodrenagem. Em situações de enchentes, em que se necessita de respostas rápidas, a modelagem hidrológico-hidrodinâmica, baseada em dados de entrada confiáveis, representa uma ferramenta importante que permite fazer as intervenções e auxiliar as populações de áreas de risco

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2017-01-20T20:21:36Z No. of bitstreams: 1 2016_PlácidoSousaBeserra.pdf: 9472878 bytes, checksum: 99266e4d35dd251702db679b3038b06c (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-21T13:30:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_PlácidoSousaBeserra.pdf: 9472878 bytes, checksum: 99266e4d35dd251702db679b3038b06c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-21T13:30:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_PlácidoSousaBeserra.pdf: 9472878 bytes, checksum: 99266e4d35dd251702db679b3038b06c (MD5) / Este estudo foi realizado na bacia do Rio Grande, afluente do Rio São Francisco, no Oeste Baiano, região que é a maior produtora de grãos do estado Bahia e uma das maiores do país. A área de estudo foi escolhida por ter tido ocupação recente, a partir da segunda metade dos anos 1970, quando já se tem a disponibilidade de imagens de satélite, que viabilizaram o histórico de evolução da cobertura e uso do solo. A avaliação dos efeitos das mudanças na cobertura e uso do solo sobre as vazões foi realizada com a utilização do modelo MGB-IPH. Na avaliação foram consideradas as incertezas do modelo e dos parâmetros, para isso, ao invés de se considerar que há um único conjunto de parâmetros que represente a bacia, foi considerado que diversos parâmetros podem representar a bacia. Foram avaliadas as mudanças nas vazões mensais, anuais e nas vazões mínimas, no período de 1969 a 2005, dividido em 3 períodos: P1, de 1969 a 1985, com o uso do solo de 1980; P2, de 1986 a 1995, com o uso do solo de 1990; e P3, de 1996 a 2005, com uso do solo 2000. A detecção de ocorrência de alterações nas vazões em função das mudanças no uso do solo foi realizada pela comparação dos resíduos entre as vazões observadas e simuladas obtidos do período de referência, anterior à mudança no uso do solo, e nos períodos posteriores. Também foram comparados os conjuntos de parâmetros obtidos de calibrações realizadas nos diferentes períodos e, por fim, foram comparadas as respostas da bacia aos diferentes conjuntos de parâmetros obtidos na calibração de cada período. O modelo se mostrou eficiente em representar a hidrologia da bacia e capaz de detectar efeitos da mudança no uso do solo sobre o escoamento superficial. Em todas as comparações, os resultados indicam que houve redução das vazões devido à substituição da vegetação natural por pastagem e culturas agrícolas. / This study is about the Rio Grande Basin, a São Franscisco River tributary, in the West of the State of Bahia, the region is the biggest grain producer of the State and one of the biggest of the country. This area was chosen for its recent occupation, starting from the latest 70’s, when satellite images became available, which enable the register of land-use or land-cover – LULC. The evaluation of LULC changes effects on streamflow was made using the MGB-IPH model. This evaluation considered model and parameter uncertainty, for this instead of using one parameter set that represents the watershed, was considered that various parameter sets can represent the watershed. Effects on the monthly, annual and minimal streamflow was evaluated between 1969 and 2005, divided in three periods: P1, from 1969 to 1985, using LULC from 1980; P2, from 1986 to 1995, using LULC from 1990; and P3, from 1996 to 2005, using LULC from 2000. The changes detection in streamflow due to changes in LULC was performed by comparing the residuals between observed and simulated streamflow obtained from the reference period prior to the change in land-use, and in subsequent periods. The sets of calibration parameters obtained for each period was also compared, and finally, the simulations obtained with different parameter sets were compared between each other. The MGB-IPH was able to reproduce the watershed hydrology and to detect the LULC changes effects on the runoff. Results have indicated that there was streamflow decrease due to natural cover substitution for pasture and crops.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós Graduação em Geografia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-06T14:26:47Z No. of bitstreams: 1 2016_ThiagoAvelarChaves.pdf: 5824377 bytes, checksum: 20228199c3091ff30e31ec5e7953a790 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-06T21:08:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_ThiagoAvelarChaves.pdf: 5824377 bytes, checksum: 20228199c3091ff30e31ec5e7953a790 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T21:08:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_ThiagoAvelarChaves.pdf: 5824377 bytes, checksum: 20228199c3091ff30e31ec5e7953a790 (MD5) / As perdas de solo e nutrientes por meio de processos erosivos constituem um fator importante na redução da capacidade produtiva do solo, podendo provocar impactos econômicos em diversas escalas. Nesse sentido, trabalhos que visem integrar modelos de base física com métodos de valoração econômica podem representar importante ferramenta de gestão do espaço geográfico, uma vez que esta integração pode reduzir o grau de incerteza na avaliação econômica ambiental. Este trabalho possui como objetivo realizar a integração de modelos hidrológico e econômico para estimar os custos internos provocados pela erosão na agricultura. Para tal, foi utilizado o modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) - para estimar a perda de solos; a perda de nutrientes e corretivos como nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca) e magnésio (Mg); e a produtividade nas áreas de agricultura – associado com o método de Custo de Reposição de Nutrientes para estimar quais os impactos econômicos da reposição de nutrientes no valor da produção. A abordagem metodológica utilizada foi aplicada na bacia experimental do córrego Sarandi – DF, abrangendo o período entre 2012 e 2014, contribuiu para a análise do custo interno da erosão em área agrícola com um menor grau de incerteza. Os resultados indicam que a área de estudo apresenta baixos níveis de perda de solos e nutrientes, refletindo nos custos de reposição de nutrientes, que apresentaram variação de 75,97 a 240,87 R$.ha-1 em 2012, de 86,51 e 212,81 R$.ha-1 em 2013, e de 87,81 e 447,05 R$.ha-1 em 2014, representando, na maior parte da bacia, menos de 2% do valor da produção. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Soil and nutrient loss due to erosive processes is an important factor to soil productive capacity loss, incurring in economic impacts on many scales. In this sense, research that aim to integrate physical based models with economic valuation methods may represent an important tool of geographical space management, since this integration may reduce uncertainties in environmental economic valuation. This thesis aims to integrate hydrological and economic models to estimate on-site costs of erosion in agriculture areas. To achieve this, SWAT model (Soil and Water Assessment Tool) - used to estimate soil loss; nutrient losses of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (P), calcium (Ca) and magnesium (Mg); and crop productivity in the area of study – was integrated with the Nutrient Replacement Costs method to evaluate the economic impacts of nutrient replacement on production value. The methodological approach was applied in the Sarandi river experimental basin – DF, in a period between 2012 and 2014, which contributed to reduce uncertainty levels in assessing internal erosion costs in agricultural areas. Results show that the area has low levels of soil and nutrient losses, reflecting on nutrient replacement low costs, which varied from 75,97 a 240,87 R$.ha-1 in 2012, 86,51 e 212,81 R$.ha-1 in 2013, and 87,81 e 447,05 R$.ha-1 in 2014, representing on the majority of the area, less than 2% of production value.

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9507_TAMÍRES PARTÉLLI CORREIA2016.pdf: 3373249 bytes, checksum: 745d9e1d9d1057a74e6d90b15125440c (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CORREIA, Tamíres Partélli. Aplicação do modelo SWAT para simulação de cenários de uso da terra na bacia hidrográfica do Rio Jucu. 2016. Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais) Universidade Federal do Espírito Santo, Jerônimo Monteiro - ES. Orientador: Prof. Dr. Sidney Sara Zanetti. Coorientador: Prof. Dr. Roberto Avelino Cecílio. A bacia hidrográfica do rio Jucu, juntamente com a bacia do rio Santa Maria da Vitória, são responsáveis por 50% do abastecimento de água no estado do Espírito Santo, e pela produção de 11% da energia elétrica do estado, e abrigam remanescentes florestais importantes para a preservação da biodiversidade. Devido à importância dessa área para conservação e manutenção dos mananciais, faz-se necessário o uso de ferramentas que visam a otimização dos usos da terra e entendimento do comportamento da dinâmica da água na bacia hidrográfica. Entre as técnicas utilizadas para representar os processos hidrológicos, destaca-se a modelagem. Dentre os diversos modelos hidrológicos, ressalta-se o modelo SWAT (Soil and Water Assessement Tool), um modelo físico e semi-distribuído. O presente estudo teve como objetivo principal simular cenários do uso e ocupação da terra, utilizando o modelo SWAT, na bacia hidrográfica do rio Jucu, localizada no estado do Espírito Santo. Foram definidos 6 cenários para avaliar a vazão mínima, média e máxima, sendo eles: com 20% de área de floresta nativa na bacia (F20) (cenário 1); cenário 2: com 36% de área de floresta nativa na bacia (uso da terra atual) (F36); cenário 3: com 50% de área de floresta nativa na bacia (F50); cenário 4: com 100% de área de floresta nativa na bacia (F100); cenário 5: com 100% da área da bacia ocupada com cultivo de eucalipto (E100); cenário 6: com 100% da área da bacia ocupada com pastagens (P100). O modelo foi calibrado e validado para a escala diária e mensal, utilizando índices estatísticos: coeficiente de eficiência de Nash e Sutcliffe, coeficiente de eficiência de Nash e Sutcliffe modificado, coeficiente de determinação e o índice PBIAS, que indicaram o desempenho satisfatório nas fases calibração e validação do modelo. Todos os cenários comprovaram a sensibilidade do modelo às alterações de uso da terra na bacia. Para o estudo das vazões mínimas de referência (Q7,10 e Q90), que diz respeito a disponibilidade de água na bacia hidrográfica, os maiores valores foram encontrados para os cenários 4 (F100), 3 (F50), 5 (E100), 2 (F36), 1 (F20) e 6 (P100), respectivamente, em ordem decrescente. O estudo das vazões mínimas é de extrema importância para avaliar como as florestas são importantes para manter a água dentro do sistema, principalmente nos períodos secos. Já para as vazões máximas (vazões de enchentes), os maiores valores ocorreram nos cenários 6 (P100), 5 (E100), 1 (F20), 2 (F36), 3 (F50) e 4 (F100), respectivamente, também em ordem decrescente. Em relação ao cenário atual (F36), observou-se que houve aumento na vazão média nos cenários 6 (P100) e 1 (F20), e decréscimo da vazão média nos cenários 4 (F100), 3 (F50) e 5 (E100). O estudo permitiu mostrar a importância das florestas para manter uma maior regularidade dos cursos de água, associado com maiores vazões mínimas e menores vazões máximas em cenários com mais floresta, tendo ficado evidente que somente a avaliação da vazão média não é suficiente para análise do comportamento hídrico na bacia.

A Bacia do Alto Tiete abriga cerca de 50% dos habitantes do Estado de São Paulo e é afetada freqüentemente por eventos de inundações. Uma das principais fontes de problemas é a alta impermeabilização devida à ocupação da superfície nas últimas décadas. Um dos seus tributários secundários, a bacia do Rio Pirajuçara se insere neste contexto e sofre com problemas da mesma natureza. A modelagem hidrológica permite uma análise do escoamento superficial nestes ambientes e é útil na previsão de vazões por meio de redes telemétricas e sensoriamento remoto. Entretanto, redes telemétricas apresentam problemas de representatividade espacial e exposição, radares meteorológicos, apesar da maior resolução espaço-temporal das estimativas de precipitação, possuem várias fontes de erros e incertezas. A principal delas se refere à relação ZR. Deste modo, a integração dessas medições e estimativas pode minimizar erros de ambas. O objetivo deste estudo é analisar aspectos hidrológicos da Bacia do Rio Pirajuçara por meio do modelo TOPMODEL com medições de vazão e precipitação disponíveis para 18 eventos monitorados entre outubro de 2008 a outubro de 2009. O modelo TOPMODEL foi calibrado com dez eventos e verificado com os demais. A calibração foi realizada com os dados da telemetria da Bacia do Alto Tietê, radar meteorológico de São Paulo e a combinação de ambos por meio da análise objetiva estatística. Os resultados da calibração indicam que o melhor desempenho foi obtido com radar meteorológico, com número de NASH de 0,51, menor erro quadrático médio e menor viés médio absoluto. A verificação também indicou o mesmo resultado com número de NASH de 0,69. As simulações indicam que apesar da utilização da precipitação média, o modelo TOPMODEL simulou adequadamente cerca de 75% das vazões de alerta. O trabalho evidencia as limitações da telemetria e seus impactos na integração com os dados do radar. / The Alto Tiete watershed is home for about 50% of the inhabitants of São Paulo State and is affected by recurrent flashfloods. One major source of difficulties is the high rate of soil impermeabilization caused by dense surface occupation in the last decades. One of its secondary tributaries, the Pirajussara watershed suffers with similar problems. Hydrological modeling allows the analysis of runoff and other variables in these basins. It also useful for streamflow forecast based on telemetric networks and remote sensing measurements. However, surface networks lack spatial representativity and exposure is a also a issue, weather radars, in spite of their much higher spatial and temporal resolution rainfall estimation, are affect by several sources of errors and uncertainties; the most significant one being the ZR relationship. Thus, the integration of these measurements and estimates can minimize errors of both. The goal of the present work is to analyze the surface hydrology of the Pirajussara watershed based on the TOPMODEL, streamflow and rainfall measurements available for eighteen events between October 2008 and October 2009. The TOPMODEL was calibrated with ten events and verified with the remaining events. The calibration was performed with the Alto Tiete telemetric measurements of streamflow and rainfall only, the São Paulo weather radar (SPWR) only and a combination of both through the statistical analysis scheme. Calibration results show a better performance for the SPWR with a NASH number of 0.51, least SME and mean bias. On the other hand, the verification also indicated better results for the SPWR with a NASH number of 0.69. The simulations indicate that in spite of the use of the mean rainfall over the watershed, the TOPMODEL performed adequately for 75% of the streamflow alerts. It is also evident the limitation of the available network and its impacts on the integration to the SPWR rainfall data.

O uso de imagens de satélite tem aprimorado o estudo da dinâmica do uso do solo. Os mapeamentos da cobertura da terra se tornaram instrumentos fundamentais na avaliação das alterações na paisagem provocadas pela ação antrópica e sua influência sobre o planejamento regional e urbano. A utilização de ferramentas computacionais como os Sistemas de Informação Geográfica e os modelos hidrológicos têm auxiliado essas avaliações. O modelo hidrológico SWAT (Soil and Water Assessment Tool), desenvolvido pelo Departamento de Agricultura norte-americano, é um modelo de base física e parâmetros distribuídos, auxiliado por uma interface gráfica de software GIS. Por seu valor ambiental e econômico, a caracterização ambiental da área de drenagem da Represa de Itupararanga, com 936,54 \'KM POT.2\', localizada no estado de São Paulo, tem fundamental importância e a utilização de dados atuais permite que o estudo da área seja mais preciso no que diz respeito aos seus resultados. A partir de imagens do sensor Liss 3 do satélite ResourceSat-1, foi produzido o mapa atual de uso e ocupação do solo através da classificação supervisionada de máxima verossimilhança, validada por coletas de campo de ponto de controle com índice Kappa de 0,64 e índice de exatidão global de 71%. Os parâmetros morfológicos demonstraram que a área de estudo é bem drenada e possui baixa probabilidade de enchentes. A modelagem hidrológica foi calibrada para o período de janeiro de 2005 a dezembro de 2008 e resultou em coeficiente de eficiência de 0,41 e tendência percentual de 0%. A validação alcançou resultado de 0,301 e 5,5% para estes avaliadores, valores de ajuste considerados aceitáveis. Foram encontrados os valores de 9,66 e 1,5 para nitrogênio e fósforo, respectivamente, em kg/ha.ano, para os valores de poluição difusa, resultados elevados na comparação entre pesquisas com este foco. A comparação entre cenários identificou a necessidade de adotar práticas conservacionistas através do planejamento da ocupação para tornar sustentáveis as atividades dentro bacia e atenuar as pressões sobre os recursos naturais. / The use of satellite images has improved the study of the land use dynamics. Land cover mapping have become fundamental tools in the assessment of landscape changes caused by human action and its influence on regional and urban planning. Computation tools such as Geographic Information Systems and hydrological models have supported these findings. The hydrological model SWAT (Soil and Water Assessment Tool), developed by U. S. Agriculture Department, a model physically based and semi-distributed parameters with a GIS graphical interface. Due your environmental and economic value, the morphologic characterization of Itupararanga watershed, with 936,54 \'KM POT.2\', located in São Paulo state, have fundamental relevance and use of current data alows the study be more accurate. From images of Liss 3 sensor of ResourceSat-1 satelite, the current land use map was produced through supervised classification by maximum likelihood method and validated by control points on field collection, resulting in Kappa coefficient of 0.64 and overall accuracy rate of 71%. The morphological parameters showed that watershed is well drained and has low probability of flooding. The hydrological modeling was calibrated from January of 2005 to December of 2008 and had efficient value of 0.41 and trend rate of zero. Validation reached results of de 0.301 and 5.5% for these coefficients, considered acceptable for adjust values. Were found values of 9.66 and 1.5 for nitrogen and phosphorus, in kg/ha.year, respectively, for the values of diffuse pollution, high results in comparison between studies with this focus. The comparison between scenarios indentified the need to adopt conservation pratices through occupation planning to make the activities inside the basin and mitigate the pressure on natural resources.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-09-30T14:13:18Z No. of bitstreams: 2 Seibt, Ana Carolina-2013-dissertação.pdf: 5037341 bytes, checksum: 38a12e79b86bc07ba01840f886afd010 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-09-30T15:27:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Seibt, Ana Carolina-2013-dissertação.pdf: 5037341 bytes, checksum: 38a12e79b86bc07ba01840f886afd010 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-30T15:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Seibt, Ana Carolina-2013-dissertação.pdf: 5037341 bytes, checksum: 38a12e79b86bc07ba01840f886afd010 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The numerous problems arising from the increased amount of impermeable areas and drainage system of rainwater lagged consist of a hard challenge for public administrations. The hydrological modeling appears as a strong support engineering, however, is subject to a distinct set of constraints rarely explicitly considered by analysis of uncertainty to the results. The present study aims to highlight the role of hydrological modeling through a model transformation process for rainfall-runoff watershed stream Botafogo (Goiania - GO), called UFGModel1.0 and ascertain the uncertainty analysis applied in simulation flows. To achieve the goal, after exposure of the problem, we propose a methodology for uncertainty analysis using the Monte Carlo method, based on the method of estimation uncertainty GLUE. We stress the importance given in consideration of the precipitation fields, and the effect of simplifying the response of a model of a precipitation-runoff. The results demonstrate that multiple sets of parameters were considered excellent high efficiency enabling a model for events intense precipitation. Parameters studied concluded that the sealed area holds great sensitivity, significantly altering the design flow. / Os inúmeros problemas advindos do aumento da quantidade das áreas impermeabilizadas e do sistema de drenagem das águas pluviais defasado consistem em um árduo desafio para as gestões públicas. A modelagem hidrológica aparece como um forte suporte da engenharia, porém, está sujeita a um conjunto de restrições distintas, raramente consideradas explicitamente através da análise de incerteza associada aos resultados obtidos. O presente trabalho propõe-se a ressaltar o papel desempenhado pela modelagem hidrológica através de um modelo de transformação do processo precipitação-vazão para bacia hidrográfica do córrego Botafogo (Goiânia – GO), denominado de UFGModel1.0 e averiguar a análise de incerteza aplicada na simulação de vazões. Para o cumprimento do objetivo, após a exposição do problema, propõe-se uma metodologia de análise da incerteza através do método de Monte Carlo, baseada no método de estimação de incerteza GLUE. Ressalta-se a importância dada em consideração aos campos de precipitação, e ao efeito de sua simplificação na resposta de um modelo do tipo precipitação-vazão. Os resultados obtidos demonstram que vários conjuntos de parâmetros foram considerados ótimos possibilitando uma alta eficiência do modelo para eventos intensos de precipitação. O modelo apresentou maior sensibilidade ao parâmetro de área impermeabilizada e Manning do plano.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-06-02T19:01:29Z No. of bitstreams: 1 2016_RainaSantosFerreira.pdf: 6113094 bytes, checksum: b37936cca32ed7ea669a0b40f5b8fd29 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-07-08T18:22:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RainaSantosFerreira.pdf: 6113094 bytes, checksum: b37936cca32ed7ea669a0b40f5b8fd29 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T18:22:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RainaSantosFerreira.pdf: 6113094 bytes, checksum: b37936cca32ed7ea669a0b40f5b8fd29 (MD5) / A degradação dos recursos naturais, dentre eles solo e água, tem crescido nas últimas décadas como resultado da ampliação da ocupação da terra pelo homem. A modelagem hídrica vem se tornando uma ferramenta importante para a avaliação dos processos hídricos e para compreender os impactos no meio ambiente, advindos, principalmente, das alterações feitas no uso da terra. Com base nessa premissa, esse trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) na predição da vazão na bacia hidrográfica do ribeirão do Gama/DF.. O modelo SWAT foi calibrado automaticamente, com a utilização do SWATCUP, em relação à vazão média mensal e diária observada da estação fluviométrica da CAESB em um período de 9 anos (2004 a 2012) e depois validado com uma série independente de 2 anos (2013 e 2014). Foi realizada a análise de sensibilidade do modelo a 14 parâmetros escolhidos pelo grau de importância com relação a outros estudos feitos com o modelo no Distrito Federal. De acordo com os resultados da análise de sensibilidade, ESCO (fator de compensação de evaporação do solo) e GW_DELAY (intervalo de tempo para a recarga do quifero) demonstraram ser os parâmetros mais influentes na simulação da vazão. Índices de desempenho foram aplicados aos resultados do modelo gerando os seguintes números para a avaliação da vazão mensal no período de calibração: Nash-Sutcliffe (ENS)= 0,86 e Índice de correlação(R2)= 0,90 e para os resultados diários: Nash-Sutcliffe (ENS)= 0,53 e Índice de correlação(R2)= 0,63. Esse resultados indicaram que o modelo SWAT é uma ferramenta passível de utilização para a simulação das vazões médias mensais e diárias do ribeirão do Gama após um período de calibração. Com relação a compração feita com dados de sedimento observados e os estimados pelo modelo apenas com a calibração da vazão; tem-se que o modelo SWAT subestimou os valores da produção da carga sólida tanto no período de estiagem quanto no período chuvoso, ou seja, nota-se que há a necessidade da calibração dessa variável. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The degradation of natural resources, including soil and water, has grown in recent decades as a result of the expansion of the occupation of the land by the man. The hydrological modeling is becoming an important tool for the assessment of water processes and to understand the impacts on the environment, arising mainly from changes made in land use. Based on this premise, SWAT model (Soil and Water Assessment Tool ) was used for simulation of stremflow yield in the Gama watershed, Federal District/Brazil. First was created a database of hydrological and physiographic data required for modeling. The SWAT model was calibrated automatically, using the SWATCUP, for monthly and daily flow comparing the results with CAESB's flow-station using a 9 years record (2004-2012) and then validated with an independent data set used to calibrate the model, using a 2 years record of historical data (2013-2014). The model sensitivity analysis was performed to 14 parameters chosen by the degree of importance in relation to other studies of the model in the Federal District. According to the results of the sensitivity analysis , ESCO and GW_DELAY proved to be the most influential parameters in the simulation of flow. Efficiency coefficients were applied to the models' results generating the following numbers for streamflow simulation during the calibration period (monthly step): Nash - Sutcliffe (ENS) = 0,86 and correlation index (R2) = 0,90 and (daily step) ENS = 0.53 and R2= 0.64 and during validation, (monthly step): ENS = 0,85 and R2 = 0,94, (daily step): ENS= 0,57 and R2=0,74 was obtained. The results indicated that the SWAT model is a capable tool of use for daily and monthly simulations of Gama's river basin flow. Regarding the comparison made with observed sediment data and estimated by the model only with the calibration of the flow; SWAT model underestimated the solid charge of production values both in the dry season and in the rainy season.

LOPES, José Wellington Batista. Disponibilidade hídrica em reservatórios no semiárido brasileiro: interações entre assoreamento e escassez. 2016. 106 f. Tese (Doutorada em Engenharia Agrícola)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Anderson Silva Pereira (anderson.pereiraaa@gmail.com) on 2017-03-21T21:48:13Z No. of bitstreams: 1 2016_tese_jwblopes.pdf: 14728461 bytes, checksum: ce0cf461a728e30ff24258111aec4559 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-03-23T18:21:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_tese_jwblopes.pdf: 14728461 bytes, checksum: ce0cf461a728e30ff24258111aec4559 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T18:21:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_tese_jwblopes.pdf: 14728461 bytes, checksum: ce0cf461a728e30ff24258111aec4559 (MD5) Previous issue date: 2016 / The available water resources, in the Brazilian semiarid, depend on the available discharge from the local reservoirs. Therefore, when managing water resources, its use must be most judiciously granted, given that the prevailing natural conditions make the system particularly vulnerable to water scarcity. Considering this, the present work is centered on methods which allow better management of surface water resources in the Brazilian Semi-Arid, considering fundamental aspects, such as water availability reduction (due to alluviation) and water scarcity (due to droughts). This approach made necessary to divide the work in three phases, corresponding to one chapter each. The initial chapter presents a simplified method for bathymetric survey (aided by remote sensing) and evaluates the errors obtained using this method to calculate the long-term water availability. The proposed method is applied to the Pentecoste reservoir (current maximum storage capacity: 360 hm³). The second chapter presents a modified hydrological drought index, which allows the evaluation of alluviation impact on water availability. The proposed modification focuses on evaluating reservoir discharge. Two reservoirs are analyzed in this chapter, the Marengo (current maximum storage capacity: 15.3 hm³) and the Pentecoste . In the last chapter, the effective water availability in multi-annual droughts, under different reservoir operating rules (and taking into account reservoir alluviation since construction ) is evaluated. Three reservoirs with storage capacity of different orders of magnitude are analyzed: Marengo (15 hm³), Pentecoste (360hm³) and Orós (1956 hm³). The results from Chapter I support the conclusions that: (i) From the application of the simplified bathymetric method with remote sensing, it is possible to estimate the storage capacity and to evaluate (update) the height-area-volume curves of the reservoirs with an error margin of up to 10%; (ii) The simplified method had its alluviation estimate deviate by almost 100% (from measurement), indicating that it is not adequate for assessing the alluviation itself; (iii) Estimation of water availability shows good results (average error below 4%) when using data from the proposed simplified method;(iv) The high deviation of the estimated alluviation values does not extend to the estimated water availability, indicating that the proposed technique can be applied for water management purposes. In Chapter II, it is concluded that: (i) The proposed modification in the analysis of reservoir discharge in periods of severe drought is unprecedented, since it quantifies the alluviation impact on a hydrological drought index; (ii) The change in the time step of the water balance of the hydrological drought index (monthly to annual), does not cause significant changes in the drought variable that can show evidence of alluviation effect; (iii) It was verified that alluviation intensifies the already deleterious drought effects, but it was not possible to observe variations of risk class, for instance, one in which a drought of moderate severity evolves into another one of higher severity. The last stage of this research allows to conclude that: (i) effective water availability in the period of scarcity presents a positive correlation with the reservoir maximum storage capacity, indicating that larger reservoirs tend to be less vulnerable to multiannual droughts; (ii) The severity level of the multiannual drought is decisive in reducing the regularizable discharge; (iii) The regularizable discharges associated with the lower water security (security levels evaluated: 99, 95, 90 and 85%) show greater losses due to severity intensification on a multiannual drought; (iv) The rigidity of the operational rule of the reservoir has an inverse relationship with the effective water availability, ie, the more rigid the operation (ie, the earlier the rationing starts), the lower the available discharge for a given security level ; (v) Alluviation has relevant impact on the effective water availability in times of severe droughts (multiyear droughts) in the Brazilian semiarid region. / No Semiárido Brasileiro, a disponibilidade hídrica está associada à vazão disponível nos reservatórios superficiais. No contexto da política de gestão dos recursos hídricos, o instrumento legal de outorga de uso deve ser emitido de modo criterioso, haja vista que as condições naturais predominantes tornam o sistema vulnerável à escassez hídrica. Diante dessa perspectiva, essa pesquisa aborda métodos que possam permitir o melhor gerenciamento dos recursos hídricos superficiais no Semiárido Brasileiro, considerando aspectos fundamentais, como a redução da disponibilidade hídrica devido ao assoreamento e à escassez advinda de períodos de estiagem. Para contemplar essa abordagem, fez-se necessária a divisão do trabalho em três fases, que correspondem a um capítulo cada. O capítulo inicial visa propor um método simplificado para o levantamento batimétrico com auxílio do sensoriamento remoto e avaliar os erros provenientes do uso desse método no cálculo da disponibilidade hídrica de longo prazo. O método proposto é aplicado ao reservatório Pentecoste (capacidade máxima de armazenamento atual: 360 hm³). O segundo capítulo apresenta um índice de secas hidrológicas modificado, que permite avaliar o impacto do assoreamento na disponibilidade de água. A modificação proposta se concentra no equacionamento da vazão ofertada pelos reservatórios. Dois reservatórios são analisados nesse capítulo, o Marengo (capacidade máxima de armazenamento atual: 15,3 hm³) e o Pentecoste. No último capítulo, avalia-se a disponibilidade hídrica efetiva em secas plurianuais, sob diferentes regras de operação do reservatório e considerando o assoreamento desde a construção desses. Três reservatórios com diferentes ordens de grandeza de capacidade de armazenamento são analisados: Marengo (15 hm³), Pentecoste (360 hm³) e Orós (1956 hm³). Os resultados encontrados no desenvolvimento do Capítulo I permitem concluir que: (i) a partir da aplicação do método simplificado de batimetria com uso do sensoriamento remoto é possível estimar a capacidade de armazenamento e avaliar (atualizar) as curvas cota-área-volume dos reservatórios com margem de erro de até 10%; (ii) o método simplificado errou em quase 100% a estimativa do assoreamento, indicando que não é adequado para avaliação em si do assoreamento; (iii) a estimativa da disponibilidade hídrica apresenta bons resultados (erros inferiores a 4%) quando se utilizam dados provenientes do método simplificado proposto; (iv) as divergências constatadas entre os valores de assoreamento não se propagam para a estimativa da disponibilidade hídrica, indicando que a técnica proposta pode, sim, ser aplicada para fins de gerenciamento das águas. Para o Capítulo II, conclui-se que: (i) a modificação no equacionamento da vazão ofertada pelos reservatórios em períodos de escassez severa é inédita, pois quantifica o impacto do assoreamento sobre um índice de seca hidrológica; (ii) a mudança do passo de tempo do balanço hídrico do índice de seca hidrológica (mensal para anual), não causa alterações significativas na variável seca que possam evidenciar o efeito do assoreamento; (iii) verificou-se que o assoreamento intensifica os efeitos já deletérios da seca, porém não foi possível constatar variações de classe de risco, em que uma seca de severidade moderada evolua para outra de maior intensidade, por exemplo. A última etapa dessa pesquisa permite concluir que: (i) a disponibilidade hídrica efetiva em período de escassez apresenta correlação positiva com a capacidade máxima de armazenamento do reservatório, indicando que reservatórios maiores tendem a ser menos vulneráveis a secas plurianuais; (ii) o nível de severidade da seca plurianual é determinante na redução da vazão regularizável; (iii) as vazões regularizáveis associadas as menores garantias (níveis de garantia avaliados: 99, 95, 90 e 85%) apresentam maiores perdas pela intensificação da severidade da seca plurianual; (iv) a rigidez da regra operacional do reservatório tem relação inversa com a disponibilidade hídrica efetiva, isto é, quanto mais rígida for a operação (isto é, quanto mais cedo se iniciar o racionamento), menor será a vazão disponível para uma dada garantia; (v) o assoreamento tem impacto relevante na disponibilidade hídrica efetiva em momentos de escassez severas (secas plurianuais) na região semiárida brasileira.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-07T17:58:29Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1923087 bytes, checksum: e5b814c431e57c85ed8aea99289998c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T17:58:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1923087 bytes, checksum: e5b814c431e57c85ed8aea99289998c6 (MD5) Previous issue date: 2002-03-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A infiltração de água no solo é um dos principais fenômenos componentes do ciclo hidrológico, pois é um dos fatores que determinam a disponibilização de água para as culturas, a recarga dos aqüíferos subterrâneos, a ocorrência e magnitude do escoamento superficial e o manejo do solo e da água. O modelo de Green-Ampt é um dos mais utilizados na previsão da infiltração por se basear em aspectos físicos do processo, entretanto diversos autores alertam para a necessidade de adequação dos parâmetros de entrada deste modelo para as condições de campo. Como este modelo foi desenvolvido para solos homogêneos faz-se necessário a realização de estudos deste em solos estratificados, principalmente para solos típicos de regiões de clima tropical. Neste trabalho, procurou-se avaliar o modelo de Green-Ampt, assim como as diversas proposições de correção dos seus parâmetros de entrada (umidade de saturação, θ s ; condutividade hidráulica do solo saturado, K 0 ; e, potencial matricial na frente de umedecimento, ψ), aplicado a um típico solo brasileiro sob condições de estratificação de sua textura, o Latossolo Vermelho-Amarelo. Foram conduzidos dois experimentos, um utilizando colunas e outro uma caixa de solo, dentro dos quais compactou-se material de solo pertencente a cada um dos três horizontes do Latossolo Vermelho- Amarelo (A, B e C). Determinou-se a infiltração acumulada (I), taxa de infiltração (Ti), bem como as características físicas do perfil necessárias para a aplicação do modelo de Green-Ampt. Verificou-se que o valor de umidade de saturação de campo (θ w ) que melhor simulou os valores medidos de infiltração quando não se considera θ w variável com a textura do solo variou entre 0,81 θ s (caixa de solo) e 0,86 θ s (colunas de solos). Quando se considera, para a caixa de solo, θ w variável com a textura, os melhores valores foram de 0,79 θ s para o material de solo de textura argilosa (horizontes A e B) e 0,86 θ s para o material de solo de textura franca (horizonte C). Utilizando-se estes valores nas simulações de Ti, I e profundidade da frente de umedecimento, percebeu-se que a textura do solo exerce grande influência no valor de θ w , pois todas as simulações foram melhores quando se considerou a variação deste parâmetro de acordo com a granulometria do material de solo. Utilizando-se, nas simulações, combinações entre seis metodologias para o cálculo de ψ e três para a determinação da condutividade hidráulica, percebeu-se que três diferentes combinações simularam bem a infiltração ocorrida nas colunas (condição de baixa umidade inicial) e que quatro diferentes combinações simularam bem o processo de infiltração ocorrido na caixa de solo (condição de alta umidade inicial). Para a condição de baixa umidade inicial (colunas de solo), as proposições que melhor simularam a infiltração foram: K w igual a 0,5 K 0 associada a ψ igual a ψ (θ i ); K w igual a K 0 associada a ψ igual à média entre ψ (θ w ) e ψ (θ i ) e; K w igual à taxa de infiltração estável (T ie ) associada a ψ calculado com base na textura e porosidade do solo. Já para a condição de alta umidade inicial (caixa de solo), estas proposições foram: condutividade hidráulica (K w ) igual a 0,5 K 0 associada ao potencial matricial na frente de umedecimento (ψ) igual a ψ (θ i ); K w igual à T ie associada a ψ igual à média entre ψ (θ w ) e ψ (θ i ); K w igual a K 0 associada a ψ calculado com base na textura e porosidade do solo e; K w igual à T ie associada a ψ calculado com base na textura e porosidade do solo. Duas das combinações foram exatamente as mesmas tanto para a condição de alta, quanto de baixa umidade inicial. O modelo de Green-Ampt simulou melhor o processo de infiltração da água no Latossolo Vermelho- Amarelo estratificado quando este apresentou menor variação na condutividade hidráulica ao longo do perfil. / Soil water infiltration is one of the most important components of the hydrological cycle because it is one of the factors that determines the water that will be avaible for the cultures, the recharge of the underground aquifers, the occurrence and magnitude of the surface runoff and the handling of soil and water. The Green-Ampt model is one of the most used in the prediction of infiltration because it’s based in the physical aspects of the process, however several authors alerts for the need of some adaptation in the model’s input parameters for field conditions. As the Green and Ampt model was developed for homogeneous soils it’s necessary the accomplishment of studies in stratified soils, mainly for typical soils of tropical climate areas. In this work, it was tried to evaluate the Green-Ampt model, as well as several propositions of correction of its entrance parameters (saturation moisture, θ s ; saturated hydraulic conductivity, K 0 ; and, matric potential in the wetting front, ψ), applied to a typical Brazilian soil under stratified conditions, the Red-Yellow Latosol. Two experiments were led, one using soil columns and other using a soil box, were soil material belonging to each one of the three horizons (A, B and C) of the studied soil was compacted. The accumulated infiltration (I) was determined, as well as the infiltration rate (Ti) and the physical characteristics of the profile that were needed for the application of the Green-Ampt model. It was verified that the value of field saturation moisture (θ w ) that best fitted experimental data when it’s not considered θ w variable with the texture of the soil varied among 0,81 θ s (soil box) and 0,86 θ s (soil columns). For the soil box, when was considered that θ w was variable with the texture, the best values were 0,79 θ s for the material of soil of clay texture (horizons A and B) and 0,86 θ s for the material of soil of sandy loam texture (horizon C). Using these values in the Ti, I and wetting front depth simulations, it was noticed that the soil texture exercises great influence in the value of θ w , because all the simulations were better when it was considered the variation of this parameter in agreement with the soil material texture. Using, in the simulations, combinations among six methodologies for the ψ calculation and three for the hydraulic conductivity determination, it was noticed that three different combinations simulated well the infiltration that happened in the columns (condition of low initial moisture) and that four different combinations simulated well the infiltration process that happened in the soil box (condition of high initial moisture). For the condition of low initial moisture (soil columns), the propositions that best simulated the infiltration process were: hydraulic conductivity (K w ) equals to 0,5 K 0 associated with ψ equals to ψ (θ i ); K w equals to K 0 associated to ψ equals to the average among ψ (θ w ) and ψ (θ i ) and; K w equals to the stable infiltration rate (T ie ) associated to ψ calculated with base in soil texture and soil porosity. For the high initial moisture condition (soil box), these propositions were: hydraulic conductivity (K w ) equals to 0,5 K 0 associated with ψ equals to ψ (θ i ); K w equals to T ie associated to ψ equal to the average among ψ (θ w ) and ψ (θ i ); K w equals to K 0 associated to ψ calculated with base in soil texture and soil porosity and; K w equals to T ie associated to ψ equal to calculated with base in soil texture and soil porosity. Two of the combinations were exactly the same for both of the experiments. The Green-Ampt model simulated better the water infiltration process when the soil profile presented lower variation in the hydraulic conductivity. / Dissertação importada do Alexandria