Submitted by Silas Volpon de Mello (silasmelloo@gmail.com) on 2017-09-18T16:07:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Mestrado_deMello_SV.pdf: 6481861 bytes, checksum: bfe9dc719b21419babdfc049e7b8ece6 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-19T20:02:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 mello_sv_me_bauru.pdf: 6481861 bytes, checksum: bfe9dc719b21419babdfc049e7b8ece6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-19T20:02:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 mello_sv_me_bauru.pdf: 6481861 bytes, checksum: bfe9dc719b21419babdfc049e7b8ece6 (MD5) Previous issue date: 2017-08-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este texto apresenta uma pesquisa que propõe um modelo para calcular a Capacidade de Suporte Hídrica (CSH) de regiões urbanizadas visando o Desenvolvimento Sustentável, principal objetivo da humanidade neste século. Utilizando as Análises Estocásticas de Fronteira como ferramenta de modelagem da capacidade de suporte, juntamente com o auxílio de um sistema de informações geográficas (SIG), foi criado um método para calcular a carga antrópica no meio ambiente, ou seja, calcular a intensidade de solicitação ou estresse sobre os recursos naturais que uma dada região exerce sobre seu meio. Um estudo exploratório foi elaborado para verificar a viabilidade desta proposta e posteriormente um modelo específico foi desenvolvido, utilizando variáveis de natureza hídrica, culminando no cálculo da CSH dos municípios e das Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) do estado de São Paulo. A disponibilidade hídrica superficial dos objetos de estudo, uma das variáveis hídricas que compõe o modelo, foi calculada de forma aproximada utilizando a nova proposta de regionalização de vazões para o estado de São Paulo, onde foi criado o primeiro banco de dados que agrega informações sobre as vazões Q95, Q7,10 e Qm para todos os municípios do estado.Na sequência, foram simulados três cenários abordando possíveis construções do modelo CSH, dois deles consideraram diferentes formas de agrupamento dos parâmetros e o terceiro obteve as classificações de suporte hídrico para as UGRHIs a partir dos resultados dos municípios. O primeiro cenário apontou 5 UGRHIs e 213 municípios em potencial déficit hídrico e o segundo apontou 6 UGRHIs e 180 municípios nesta mesma situação. O terceiro cenário apontou 7 UGRHIs em potencial déficit no suprimento da demanda de água. A partir dos resultados, foram apontadas regiões que estão sob potencial estresse hídrico, ou seja, que não conseguem fornecer de maneira sustentável a quantidade de água requerida por seus habitantes. Essas regiões podem ser apontadas como as mais vulneráveis em períodos de seca. Assim, pretende-se disponibilizar um modelo para auxiliar na questão da preservação do meio ambiente nas escalas local e regional, considerando-se a disponibilidade de água. / This work presents a research project that proposes a model to calculate the Hydric Carrying Capacity (HCC) of urbanized areas aiming at the Sustainable Development, the main goal of humanity in this century. Using Stochastic Frontier Analysis (SFA) as a modeling technique for carrying capacity along with geographic information systems (GIS), a method to calculate the anthropic load in the environment was created. In other words, the idea was to calculate the stress intensity on the natural resources that a given region produces on its environment. An exploratory study was carried out to verify the feasibility of this proposal and later a specific model was developed. Using hydric variables, the model resulted in the determination of the HCC for the municipalities and for the Water Resources Management Units (UGRHI) of the State of São Paulo. The surface water availability of the objects of study, which is one of the hydric variables that compose the model, was calculated in an approximate way using the new proposal of regionalization of flows for the state of São Paulo. This resulted in the first database that aggregates information about the flows Q95, Q7,10 and Qm for all municipalities in the state. Three scenarios were simulated, discussing possible constructions of the HCC model. Two of them considered different ways of grouping the parameters and the third one obtained the hydric support classifications for the UGRHIs from the results of the municipalities. The first scenario pointed out 5 UGRHIs and 213 municipalities in potential hydric deficit, while the second pointed to 6 UGRHIs and 180 municipalities in this same situation. The third scenario pointed out 7 UGRHIs in potential deficits in supplying water demand. From these results, regions that are under potential water stress were pointed out, that is, regions that cannot provide the amount of water required by their inhabitants in a sustainable way. These regions can be identified as the most vulnerable in periods of drought. Thus, the idea was to provide a model as an aid for the environment preservation at both local and regional scales, considering the availability of water.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-30T17:11:49Z No. of bitstreams: 2 Tese - Edmar Geraldo de Oliveira - 2014.pdf: 6762892 bytes, checksum: 8c561720e82fab705e5a4879cd101c9b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-31T09:48:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Edmar Geraldo de Oliveira - 2014.pdf: 6762892 bytes, checksum: 8c561720e82fab705e5a4879cd101c9b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-31T09:48:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Edmar Geraldo de Oliveira - 2014.pdf: 6762892 bytes, checksum: 8c561720e82fab705e5a4879cd101c9b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the last decade, Brazilian sugar-energy sector showed significant growth, mainly between 2003 and 2009, when a vigorous expansion of industrial plants and sugarcane farmings occurred. According to IBGE, the increase of sugarcane planted area in the country in that period was of around 64.5 %, concentrating on Cerrado areas in the south-central region states. The research conducted during the development of this thesis, aimed at analyze the effects of the expansion of sugarcane farmings, especially those affected by cover and land use in the midwest region of Minas Gerais, under two different time perspectives . The first covers the period between 2005 and 2010, while the second considers simulated scenarios for cover and land use in the year 2030. For this, we used census data, geoprocessing and environmental modeling techniques using the free platform EGO DYNAMICS. The results showed that sugarcane farmings expansion in the midwest concentrated in the towns of Arcos, Bambuí, Iguatama, Japaraíba, Lagoa da Prata and Luz, which had an increase of 74 % in planted area for the period from 2005 to 2010. Sugarcane expansion in the region occurred primarily on agriculture and pasture areas, exacerbating competition for land use. Among the major crops of the investigated towns, corn and soybeans were those that yielded more space for sugarcane, while beans and coffee farmings had increased planted area in that period. The results of this research confirmed the hypothesis that sugarcane farmings, because of their higher level of investment, tend to occupy the best lands, including those equipped with basic infrastructure (roads and electrification, for example). The two scenarios simulated for the year 2030 (with respective growth rates), considered different contexts experienced by the sugarcane sector and showed mixed results. In the first, generated with transition rates derived from the period 1995-2000, the pasture areas would remain roughly stable, with a decrease of sugarcane farmings by 24.7 %, but with increased area for other crops of around 40%. The second scenario, produced with rates that represent the range between 2005 and 2010, proved to be very favorable to sugarcane expansion, with an increase of 127.3 % of the planted area. Sugarcane expansion would occur especially on agriculture and pasture areas, which would decrease by 35 % and 27.1 % respectively. In this scenario, the remaining Cerrado vegetation would remain stable, with a small positive bias of 1.4 %. It is understood that the product of this study will provide information to decision makers, on a regional scale, for the creation of policies aimed at more efficient management of cover and land use in the midwest region of Minas Gerais. / Na última década, o setor sucroenergético brasileiro apresentou um crescimento significativo, sobretudo entre os anos de 2003 e 2009, ocasião em que ocorreu uma vigorosa expansão das unidades industriais e das lavouras de cana-de-açúcar. De acordo com dados do IBGE, o aumento da área plantada de cana no país, naquele período, foi da ordem de 64,5%, concentrando-se em áreas de Cerrado nos estados da região centro-sul. Na pesquisa realizada durante o desenvolvimento desta tese, buscou-se analisar os efeitos da expansão das lavouras de cana-de-açúcar, especialmente aqueles ocorridos sobre a cobertura e uso da terra na região centro-oeste de Minas Gerais, sob duas perspectivas temporais distintas. A primeira contempla o período entre 2005 e 2010, enquanto a segunda considera cenários simulados para a cobertura e uso da terra no ano de 2030. Para tanto, utilizou-se dados censitários, técnicas de geoprocessamento e modelagem ambiental com o uso da plataforma livre DINAMICA EGO. Os resultados obtidos demonstraram que no centro-oeste mineiro o aumento das lavouras de cana concentrou-se nos municípios de Arcos, Bambuí, Iguatama, Japaraíba, Lagoa da Prata e Luz, os quais tiveram um acréscimo de 74% na área plantada no período de 2005 a 2010. A expansão da cana naquela região ocorreu prioritariamente sobre áreas de agricultura e pastagens, exacerbando a competição pelo uso da terra. Entre as principais culturas agrícolas dos municípios investigados, o milho e a soja foram aquelas que aparentemente mais cederam espaço para cana, ao passo que as lavouras de feijão e café apresentaram aumento da área plantada naquele período. Os resultados desta pesquisa confirmaram a hipótese de que as lavouras de cana-de-açúcar, dado ao seu maior nível de investimento, tendem a ocupar as melhores terras, incluindo aquelas dotadas de infraestrutura básica (rede viária e eletrificação, por exemplo). Os dois cenários simulados para o ano de 2030 (com respectivas taxas de crescimento), a partir de contextos distintos vivenciados pelo setor sucroalcooleiro, apresentaram resultados díspares. No primeiro, gerado com taxas de transição oriundas do período de 1995 a 2000, as áreas de pastagens se manteriam praticamente estáveis, com uma diminuição das lavouras de cana em 24,7%, mas com aumento da área destinada a outros cultivos na ordem de 40%. O segundo cenário, produzido com taxas que representam o intervalo entre 2005 e 2010, mostrou-se bastante favorável à expansão da cana-de-açúcar, com aumento de 127,3% da área plantada. Esta expansão da cana se daria especialmente sobre áreas com agricultura e pastagens, as quais sofreriam reduções de 35% e 27,1%, respectivamente. Neste cenário, a vegetação remanescente de Cerrado se manteria estável, com uma pequena oscilação positiva de 1,4%. Entende-se que o produto deste estudo poderá fornecer subsídios aos tomadores de decisão, em escala regional, para a criação de políticas voltadas a uma gestão mais eficiente da cobertura e uso da terra na região centro-oeste de Minas Gerais.

Questões ambientais e sócio-econômicas nem sempre coexistem de forma conciliada, o que pode opor a conservação da biodiversidade, a regulação climática, a produção e qua¬li¬da¬de da água, com outros fatores como a produção de energia, alimentos e fibras, e a geração de empregos. No Brasil, o código florestal prescreve as Áreas de Preservação Permanente como forma de garantir a manutenção dos Serviços Ambientais (SA), e os projetos de Pagamento de Serviços Ambientais (PSA) estão surgindo como forma de recompensar os provedores de SA, como o Projeto Conservador das Águas, a primeira experiência municipal brasileira, em andamento no Município de Extrema, MG. Apesar dos esforços, ainda são escassos os estudos que quantifiquem os benefícios econômicos dos serviços ambientais, fundamental para que estes sejam incluídos nas tomadas de decisões. O objetivo do trabalho foi quantificar e valorar os Serviços Ambientais hidrológicos da recuperação da vegetação, na sub-bacia do Ribeirão das Posses, em Extrema, através da modelagem ambiental. Utilizando o modelo InVEST (Integrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs) foram simuladas a vazão e o fluxo de sedimentos em um cenário anterior e posterior ao Projeto Conservador das Águas, um cenário sem práticas de conservação (Antropizado), e em cenários que priorizassem o reflorestamento ao longo das margens dos rios (reflorestamento ripário) ou nas encostas (reflorestamento das áreas íngremes). Os Serviços Ambientais foram estimados a partir do custo evitado da redução do tratamento de água e dragagem (custos off-site) e na erosão (custos on-site), em função da diferença entre os cenários, e foram comparados com o Pagamento por Serviços Ambientais e o custo de oportunidade, equivalente aos rendimentos da pecuária extensiva. Verificou-se que as estradas geraram 29% da perda de solos na sub-bacia, e as barraginhas, uma das práticas conservacionistas adotadas pelo projeto, diminuíram em 4% os sedimentos na foz da sub-bacia, e o reflorestamento de espécies nativas em 5%. Juntas, as duas práticas contribuíram para 9% de redução. A redução do fluxo de sedimentos do Pós-Projeto em relação ao cenário Antropizado foi de 40%. O reflorestamento ripário foi mais eficiente na redução de fluxo de sedimentos do que o reflorestamento das áreas íngremes e gerou maior redução nos custos de tratamento de água e de dragagem. Enquanto um reflorestamento ripário de apenas 5 m reduziu em 23% o fluxo de sedimentos, um reflorestamento nas áreas íngremes com a mesma área de floresta (áreas com declividade acima de 60%) reduziu o fluxo de sedimentos em 2%. Para um reflorestamento ripário de 30 m, o mesmo foi reduzido em 50%. Por outro lado, o reflorestamento das áreas íngremes foi mais eficiente na redução da perda de solos, e portanto, obteve maior redução dos custos on-site, pela redução dos prejuízos causados pela erosão. Os resultados mostram a importância de projetos como o Conservador das Águas, não só na melhoria das condições ambientais, mas principalmente na conservação de florestas nativas. Os pequenos agricultores são uns dos principais beneficiários devido à melhoria das condições sociais e ambientais, embora não sejam os únicos, uma vez que os benefícios vão além dos limites da sub-bacia, e acreditamos que os esforços para a preservação devem ser com¬par¬ti¬lha-dos pelos beneficiários indiretos, que no caso da sub-bacia do Ribeirão das Posses, seriam os usuários da água do Sistema Cantareira. A nossa sugestão para esta contribuição é de pelo menos 28% do Pagamento por Serviços Ambientais por área preservada. / Environmental and socioeconomic issues not always coexist in a reconciled manner, which may oppose biodiversity conservation, climate regulation, water quality and production, to other factors such as energy production, food and fiber, and job creation. In Brazil, the Forest Code prescribes the Permanent Preservation Areas in order to guarantee the maintenance of Environmental Services (ES), and the Payment for Environmental Services project (PES) are emerging as a way to reward the providers of ES, as Conservador das Águas project, the first Brazilian municipal initiative, underway in Extrema Municipality. Despite the efforts, there are few studies that quantify the economic benefits of ecosystem services essential for them to be part of decision-making process. The objective of this work was to quantify and assess the hydrological Environmental Services in the recovery of vegetation in Posses subbasin in Extrema, through environmental modeling. Using InVEST model (Integrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs) we simulated sediment and streamflow in a scenario before Conservador das Águas project (Pre-Project), after (Post-Project), another with no soil conservation practices (Anthropized), and others which prioritize reforestation of riparian areas (riparian reforestation) or in slopes (reforestation of steep areas). The Environmental Services were estimated based on the avoided cost of reducing water treatment and dredging (off-site costs) and erosion (on-site costs), as functions of the difference between scenarios, and they were compared to the Payment for Environmental Services and the opportunity cost, equivalent to the extensive livestock income. It was found that the roads contributed to 29% of the total soil loss in the subbasin, and barraginhas, one of the conservation practices adopted by the project, decreased sediment flow in the river mouth by 4%, and reforestation of native species by 5%. Together, the two practices contributed to a reduction in 9%. The reduction of sediments flow in Post-Project scenario in relation to Anthropized was of 40%. Riparian reforestation was more efficient in the reduction of sediment flow than the reforestation of steep areas, what caused greater reduction in the costs of water treatment and dredging. While a 5 m riparian reforestation reduced sediment flow by 23%, reforestation in steep areas with the same area of forest (areas with slope above 60%) reduced sediment flow by 2%. For a 30 m of riparian strip of reforestation, it was reduced by 50%. On the other hand, reforestation of steep areas was more efficient in reducing soil loss, and so it presented greater reduction in on-site costs by reducing the losses caused by erosion. Results showed the importance of projects such as the Conservador das Águas, not only in the improvement of environmental conditions, but mainly in the conservation of native forests. The main beneficiaries of these projects are small farmers by improving social and environmental conditions, but the benefits go beyond the subbasin boundaries, and we believe that efforts to preserve must be shared by indirect beneficiaries, which in the case of Posses subbasin are the users of water from the Cantareira System. Our suggestion for this contribution is at least 28% of Payment for Environmental Services by preserved area.

A região de Ubatuba, sendo polo de atração turística, sofre influência das atividades humanas que modificam algumas características dos corpos de água, devido ao aporte de dejetos humanos, à descarga de poluentes e ao intenso tráfego de embarcações. O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos das ações antrópicas sobre o sistema costeiro de Ubatuba por meio do estudo dos processos de transporte e difusão de poluentes, através de modelos que descrevem os mecanismos e as reações envolvidas na dispersão de hidrocarbonetos de petróleo (HPAs) e indicadores microbiológicos (coliformes termotolerantes e enterococos) na água do mar. Foram utilizados os módulos do sistema de modelagem ambiental Delft3D. O módulo hidrodinâmico foi implementado em uma grade numérica cobrindo a plataforma continental adjacente ao litoral norte de São Paulo. Da análise e validação dos resultados do módulo hidrodinâmico, concluiu-se que o modelo reproduziu satisfatoriamente a circulação marinha na região (valores de Skill entre 0,67 e 1,00). A associação dos dados de poluição com os resultados da hidrodinâmica permitiu estudar os mecanismos de dispersão dos poluentes nas enseadas do Flamengo e das Palmas através do módulo de qualidade da água. A concentração de coliformes calculada pelo modelo atingiu o máximo de 1850 NMP/100mL na Enseada do Flamengo, no verão; no caso dos HPAs, o teor máximo foi de 0,92 µg/L. As partes internas da Enseada do Flamengo têm a circulação da água reduzida, bem como a dispersão de poluentes. Os resultados sugerem que os teores de HPAs tiveram menor decaimento ao longo do tempo, o que se deve, provavelmente, às características da região, como baixo hidrodinamismo e baixo teor de nutrientes, que dificultam os processos de degradação de hidrocarbonetos. Por outro lado, os resultados indicaram um decaimento considerável na densidade de bactérias. As taxas de mortalidade de coliformes termotolerantes tiveram alta correlação linear positiva com a salinidade e temperatura (r = 0,94 e r = 0,99, respectivamente) e as taxas de mortalidade devido à radiação solar apresentaram uma boa contribuição na taxa de mortalidade geral. Na Enseada das Palmas, a máxima densidade de enterococos estimada pelo modelo foi de 1,21 UFC/100mL, no verão. Simulações de dispersão de enterococos mostraram que as regiões mais internas da enseada possuem correntes fracas que não favorecem uma grande dispersão de poluentes para fora da enseada. Os enterococos não tiveram sua taxa de mortalidade correlacionada com a salinidade (r = -0,02), porém a temperatura (r = 0,75) e a radiação solar parecem ter grande influência no seu decaimento. Com exceção do ponto no Saco da Ribeira, que apresentou concentrações de coliformes acima de 1000 NMP/100mL, em geral, as águas mantiveram condições adequadas de balneabilidade nas duas enseadas. Pode-se afirmar que o sistema de correntes na área de estudo, determinado pela geomorfologia da região, não confere alta capacidade de diluição e dispersão de efluentes nas enseadas. Todavia, a circulação marinha atuante e os processos envolvidos no decaimento dos poluentes são suficientes para difundir e diminuir suas concentrações ao longo das enseadas. Concluiu-se que a modelagem ambiental reproduziu de maneira satisfatória os processos envolvidos no transporte e na difusão de poluentes na água do mar, contribuindo com os estudos sobre os efeitos das atividades humanas no sistema costeiro de Ubatuba. / The region of Ubatuba, being a place of tourist attraction, is influenced by human activities that modify some features of water bodies due to the dumping of sewage, the discharge of pollutants and heavy boat traffic. The objective of this study was to evaluate the effects of human activities on the coastal system of Ubatuba through the study of transport processes and diffusion of pollutants, through models that describe the mechanisms and reactions involved in the dispersion of petroleum hydrocarbon (PAHs) and microbiological indicators (thermotolerant coliforms and enterococci) in seawater. The modules of the environmental modeling system Delft3D were used in the study. The hydrodynamic module was implemented in a numerical grid covering the continental shelf adjacent to the north coast of São Paulo. From the analysis and validation of the results of the hydrodynamic module, it was concluded that the model satisfactorily reproduced the marine circulation in the region (Skill values between 0,67 and 1,00).The association of pollution data with the results of hydrodynamic allowed studying the pollutant dispersion mechanisms in Flamengo Bay and in Palmas Bay through the water quality module. The concentration of coliform calculated by the model reached the maximum of 1850 MPN/100mL in the Flamengo Bay, in summer; in the case of PAHs, the maximum level was 0,92 µg/L. The internal parts of the Flamengo Bay have the circulation of water reduced as well as the dispersion of pollutants. The results suggest that the PAHs concentrations were less decay over time, which is probably due to the regional characteristics, such as low hydrodynamic and low nutrient content, which hamper the hydrocarbon degradation processes. On the other hand, the results indicate a considerable decay in bacterial density. Thermotolerant coliform mortality rates had high positive correlation with salinity and temperature (r = 0,94 e r = 0,99, respectively), and the mortality rates due to solar radiation had a good contribution to the overall mortality rate. In the Palmas Bay, the maximum enterococci density estimated by the model was 1,21 CFU/100mL in the summer. Enterococci dispersion simulations showed that the internal regions of the bay have weak currents that do not contribute to a large dispersion of pollutants out of the bay. Enterococci have not had their mortality rate correlated with salinity (r = - 0,02), but the temperature (r = 0,75) and solar radiation seem to have large influence on its decay. With the exception of the point at the Saco da Ribeira, which obtained coliform concentrations above 1000 NMP/100mL, in general, the waters maintained suitable conditions for bathing in the two bays. It can be said that the current system in the study area, determined by the geomorphology of the region, does not provide high capacity for dilution and dispersion of effluents in the bays. However, the marine circulation and the processes involved in the decay of the pollutants are enough to spread and reduce their concentrations along the bays. It was concluded that environmental modeling reproduced satisfactorily the processes involved in the transport and diffusion of pollutants in seawater, contributing to the studies on the effects of human activities on the coastal system of Ubatuba.

Questões ambientais e sócio-econômicas nem sempre coexistem de forma conciliada, o que pode opor a conservação da biodiversidade, a regulação climática, a produção e qua¬li¬da¬de da água, com outros fatores como a produção de energia, alimentos e fibras, e a geração de empregos. No Brasil, o código florestal prescreve as Áreas de Preservação Permanente como forma de garantir a manutenção dos Serviços Ambientais (SA), e os projetos de Pagamento de Serviços Ambientais (PSA) estão surgindo como forma de recompensar os provedores de SA, como o Projeto Conservador das Águas, a primeira experiência municipal brasileira, em andamento no Município de Extrema, MG. Apesar dos esforços, ainda são escassos os estudos que quantifiquem os benefícios econômicos dos serviços ambientais, fundamental para que estes sejam incluídos nas tomadas de decisões. O objetivo do trabalho foi quantificar e valorar os Serviços Ambientais hidrológicos da recuperação da vegetação, na sub-bacia do Ribeirão das Posses, em Extrema, através da modelagem ambiental. Utilizando o modelo InVEST (Integrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs) foram simuladas a vazão e o fluxo de sedimentos em um cenário anterior e posterior ao Projeto Conservador das Águas, um cenário sem práticas de conservação (Antropizado), e em cenários que priorizassem o reflorestamento ao longo das margens dos rios (reflorestamento ripário) ou nas encostas (reflorestamento das áreas íngremes). Os Serviços Ambientais foram estimados a partir do custo evitado da redução do tratamento de água e dragagem (custos off-site) e na erosão (custos on-site), em função da diferença entre os cenários, e foram comparados com o Pagamento por Serviços Ambientais e o custo de oportunidade, equivalente aos rendimentos da pecuária extensiva. Verificou-se que as estradas geraram 29% da perda de solos na sub-bacia, e as barraginhas, uma das práticas conservacionistas adotadas pelo projeto, diminuíram em 4% os sedimentos na foz da sub-bacia, e o reflorestamento de espécies nativas em 5%. Juntas, as duas práticas contribuíram para 9% de redução. A redução do fluxo de sedimentos do Pós-Projeto em relação ao cenário Antropizado foi de 40%. O reflorestamento ripário foi mais eficiente na redução de fluxo de sedimentos do que o reflorestamento das áreas íngremes e gerou maior redução nos custos de tratamento de água e de dragagem. Enquanto um reflorestamento ripário de apenas 5 m reduziu em 23% o fluxo de sedimentos, um reflorestamento nas áreas íngremes com a mesma área de floresta (áreas com declividade acima de 60%) reduziu o fluxo de sedimentos em 2%. Para um reflorestamento ripário de 30 m, o mesmo foi reduzido em 50%. Por outro lado, o reflorestamento das áreas íngremes foi mais eficiente na redução da perda de solos, e portanto, obteve maior redução dos custos on-site, pela redução dos prejuízos causados pela erosão. Os resultados mostram a importância de projetos como o Conservador das Águas, não só na melhoria das condições ambientais, mas principalmente na conservação de florestas nativas. Os pequenos agricultores são uns dos principais beneficiários devido à melhoria das condições sociais e ambientais, embora não sejam os únicos, uma vez que os benefícios vão além dos limites da sub-bacia, e acreditamos que os esforços para a preservação devem ser com¬par¬ti¬lha-dos pelos beneficiários indiretos, que no caso da sub-bacia do Ribeirão das Posses, seriam os usuários da água do Sistema Cantareira. A nossa sugestão para esta contribuição é de pelo menos 28% do Pagamento por Serviços Ambientais por área preservada. / Environmental and socioeconomic issues not always coexist in a reconciled manner, which may oppose biodiversity conservation, climate regulation, water quality and production, to other factors such as energy production, food and fiber, and job creation. In Brazil, the Forest Code prescribes the Permanent Preservation Areas in order to guarantee the maintenance of Environmental Services (ES), and the Payment for Environmental Services project (PES) are emerging as a way to reward the providers of ES, as Conservador das Águas project, the first Brazilian municipal initiative, underway in Extrema Municipality. Despite the efforts, there are few studies that quantify the economic benefits of ecosystem services essential for them to be part of decision-making process. The objective of this work was to quantify and assess the hydrological Environmental Services in the recovery of vegetation in Posses subbasin in Extrema, through environmental modeling. Using InVEST model (Integrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs) we simulated sediment and streamflow in a scenario before Conservador das Águas project (Pre-Project), after (Post-Project), another with no soil conservation practices (Anthropized), and others which prioritize reforestation of riparian areas (riparian reforestation) or in slopes (reforestation of steep areas). The Environmental Services were estimated based on the avoided cost of reducing water treatment and dredging (off-site costs) and erosion (on-site costs), as functions of the difference between scenarios, and they were compared to the Payment for Environmental Services and the opportunity cost, equivalent to the extensive livestock income. It was found that the roads contributed to 29% of the total soil loss in the subbasin, and barraginhas, one of the conservation practices adopted by the project, decreased sediment flow in the river mouth by 4%, and reforestation of native species by 5%. Together, the two practices contributed to a reduction in 9%. The reduction of sediments flow in Post-Project scenario in relation to Anthropized was of 40%. Riparian reforestation was more efficient in the reduction of sediment flow than the reforestation of steep areas, what caused greater reduction in the costs of water treatment and dredging. While a 5 m riparian reforestation reduced sediment flow by 23%, reforestation in steep areas with the same area of forest (areas with slope above 60%) reduced sediment flow by 2%. For a 30 m of riparian strip of reforestation, it was reduced by 50%. On the other hand, reforestation of steep areas was more efficient in reducing soil loss, and so it presented greater reduction in on-site costs by reducing the losses caused by erosion. Results showed the importance of projects such as the Conservador das Águas, not only in the improvement of environmental conditions, but mainly in the conservation of native forests. The main beneficiaries of these projects are small farmers by improving social and environmental conditions, but the benefits go beyond the subbasin boundaries, and we believe that efforts to preserve must be shared by indirect beneficiaries, which in the case of Posses subbasin are the users of water from the Cantareira System. Our suggestion for this contribution is at least 28% of Payment for Environmental Services by preserved area.

Orientador: Edson Luís Piroli / Resumo: No processo de produção do espaço geográfico, o homem promove mudanças no uso da terra e, consequentemente, alterações no ciclo hidrológico, que dão origem a impactos ambientais negativos, tais como o aumento das taxas de erosão do solo, da exportação de sedimentos das bacias hidrográficas e do escoamento superficial, principalmente quando reduz ou elimina a cobertura vegetal. Tais impactos são observados na bacia do Ribeirão São Domingos, localizada no município de Santa Cruz do Rio Pardo – SP, que passou pelos processos de expansão urbana e intensificação da ocupação agrícola a partir da década de 1970. Nesse contexto, o objetivo desta tese foi analisar a influência das transformações ocorridas no uso da terra da referida bacia hidrográfica desde a década de 1960 e em cenários futuros de uso na configuração dos processos de erosão, aporte de sedimentos e escoamento superficial, por meio de modelagem, como subsídio ao ordenamento territorial urbano e rural. Para tanto, foi necessário: caracterizar os usos da terra passados e atuais; simular os cenários futuros; levantar, caracterizar e mapear os solos da área de estudo; ajustar a equação Intensidade-Duração-Frequência (IDF) para utilização nos estudos hidrológicos; realizar as modelagens de erosão e hidrológica; analisar os instrumentos de ordenamento territorial e parcelamento do solo do Plano Diretor do município e propor as alterações necessárias à redução do escoamento superficial e do perigo de inundação na bacia. A met... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the process of producing the geographical space, humans promote changes in land use and, consequently, changes in the hydrological cycle, which generate negative environmental impacts such as an increase in soil erosion rates, sediment yield and surface runoff at the watershed outlets, especially when the vegetal cover is reduced or eliminated. These impacts are observed in São Domingos stream watershed, located in the municipality of Santa Cruz do Rio Pardo, in São Paulo state, which has undergone urban expansion and intensification of agricultural use since the 1970s. In this context, this thesis aims to analyze the influence of land use changes in this watershed, since the 1960s and in future use scenarios, in the configuration of erosion processes, sediment yield, and surface runoff by means of modeling, as a subsidy to the urban and rural land use planning. Aiming this objective, the following steps were necessary: to characterize the past and current land uses; to simulate future scenarios; to survey, characterize and map the soils of the study site; to adjust the Intensity-Duration-Frequency (IDF) equation to be used in hydrological studies; to perform erosion and hydrologic modeling; to analyze the land use planning and soil parceling instruments of the municipality’s master plan and to propose the necessary changes in order to reduce runoff and flood hazard in the watershed. The methodology was based on the production of land use maps for the years 1962, 1984, 200... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] Este estudo propõe a apresentação de um modelo de multimeios, denominado CAPA, capaz de analisar e comparar um elenco de 39 pesticidas num ambiente pré-determinado sob regime estacionário. O CAPA (Calculadora para Avaliação de Pesticidas no Ambiente) foi desenvolvido baseado no modelo ESTAC FATE (desenvolvido pelo Canadian Environmental Modelling Centre,Trent University, Canadá ). O modelo funciona no Excel, é programado em Visual Basic, usa a fugacidade como critério de equilíbrio e avalia os pesticidas em três diferentes níveis: Nível 1 (equilíbrio), Nível 2 (equilíbrio com entradas e saídas advectivas e reativas) e Nível 3( sem equilíbrio com entradas e saídas advectivas e reativas e transporte difusivo entre meios). Cada pesticida é comparado com os demais em função dos fatores de bioacumulação (FBA),Persistência (P), Toxicidade (T) e Transporte de Longo Alcance (TLA). / [en] This study proposes the presentation of a multimedia model, named CAPA, which is able to evaluate and compare a collection of 39 pesticides in a predetermined environment under steady state. The CAPA (Calculadora para Avaliação de Pesticidas no Ambiente) was based in the ESTAC FATE model (originally developed by the Canadian Environmental Modelling Centre, Trent University, Canada). The model works in Excel, is programmed in Visual Basic, assumes fugacity as the equilibrium criterion and evaluates the pesticides in three different levels: Level 1 (equilibrium), Level 2 (equilibrium with advective and reative input and output) and Level 3 (no equilibrium with advective and reative input and output and diffusive transport between media). Each pesticide is also compared with the others as a function of the bioaccumulation fator, persistence, toxicity and long range transport.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-05T19:13:02Z No. of bitstreams: 1 HUGO MORAIS DE ALCÂNTARA - TESE PPGRN 2013..pdf: 10749707 bytes, checksum: 042c63fe46b2820168cc4a2b33b2f966 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T19:13:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HUGO MORAIS DE ALCÂNTARA - TESE PPGRN 2013..pdf: 10749707 bytes, checksum: 042c63fe46b2820168cc4a2b33b2f966 (MD5) Previous issue date: 2013-08-29 / Em regiões tropicais, como o semiárido brasileiro, a redução de áreas de florestas por meio da extração de lenha, da agricultura e pecuária de subsistência, associada à variabilidade espacial e temporal dos regimes climático e hidrológico, têm contribuído significativamente para a degradação ambiental de extensas áreas. Estudos em bacias experimentais têm evidenciado o papel da cobertura vegetal sobre a redução da erosão como um dos principais fatores para a conservação de pequenas bacias rurais, mas em geral não consideram as relações do homem com o ambiente. Esta tese tem como o principal problema de pesquisa a conservação e/ou recuperação ambiental de pequenas bacias hidrográficas rurais na região do semiárido brasileiro. A hipótese que norteia o trabalho é que uma metodologia que considere cenários futuros de uso e ocupação do solo e as relações do homem com o meio ambiente resultará em uma maior possibilidade de implementação das estratégias conservacionistas. O objetivo deste trabalho é a proposição de metodologia para a seleção de estratégias de conservação e/ou recuperação de pequenas bacias hidrográficas do semiárido, na perspectiva dos recursos hídricos, através de modelagem ambiental, considerando a aceitabilidade social dessas estratégias pelas comunidades rurais que ocupam as bacias. A metodologia proposta enfatiza a necessidade de uma caracterização ambiental considerando fatores climáticos, hidrológicos, políticos, econômicos e sociais, para embasar um planejamento conservacionista realista, viável e que esteja em sintonia com as necessidades dos produtores rurais. Advoga-se o uso de entrevistas e reuniões com os produtores e de modelos de simulação ambiental como ferramental. Os modelos podem contribuir na localização de áreas críticas e fornecer subsídios para a identificação de potenciais estratégias para a redução dos processos erosivos em diferentes escalas espaciais. A metodologia foi aplicada em uma pequena bacia hidrográfica do semiárido do estado da Paraíba. Estratégias candidatas de conservação e recuperação da bacia foram identificadas por meio de reuniões com grupos focais de produtores rurais. O modelo hidrossedimentológico SWAT foi usado com o objetivo de estimar a produção de sedimentos e a lâmina escoada. Foram simulados, com dados climáticos do período de 1998 a 2012, quatro cenários de uso e ocupação do solo montados de acordo com o levantamento de opiniões dos produtores rurais, tendo sido contempladas as estratégias com maior aceitabilidade social. O envolvimento da sociedade nas discussões e negociações ajuda a incorporar, no planejamento de uso dos recursos naturais, aspectos ambientais, culturais e sociais. Os resultados das simulações indicam uma estimativa anual da produção de sedimentos para o cenário atual de uso e ocupação do solo superando de 1,7 a 2,7 vezes os limites de tolerância de perda de solo estabelecidos em nível mundial, porém as estratégias de alterações de uso e ocupação do solo podem reduzir quase totalmente a produção anual de sedimentos e aumentar a produção de água na bacia em até 55,0%. Uma vantagem da metodologia proposta é que, através de uma lista de indicadores socioeconômicos e ambientais, a comunidade pode participar ativamente da pesquisa de campo, tornando-se parte integrante do gerenciamento dos recursos naturais. / In tropical regions, such as the Brazilian semiarid region, the reduction of forest areas by extracting firewood, subsistence agriculture and livestock, associated with spatial and temporal variability of the climatic and hydrological regimes, have significantly contributed to environmental degradation of extensive areas. Research in experimental basins have shown the role of vegetation on erosion reduction as a major factor for the conservation of small rural basins, but generally do not consider the relationship between human society and the environment. This thesis has as its main research problem the conservation and/or environmental remediation of small rural watersheds in the semiarid region of Brazil. The hypothesis that guides the work is that a methodology that considers future scenarios of land use and occupation and the communities’ relationships with the environment will result in a greater possibility of implementation of conservation strategies. The objective of this work is to propose a methodology for the selection of strategies for conservation and/or restoration of small watersheds, from a water resources viewpoint through environmental modeling, considering the social acceptability of these strategies by rural communities that occupy the basins. The methodology emphasizes the need for environmental characterization considering climatic, hydrological, political, economic and social aspects, to support a realistic and feasible conservation planning, considering the farmers’ needs. It advocates the use of interviews and meetings with farmers and environmental simulation models as methodological tools. Models can help in locating critical areas and provide tools for identifying potential strategies to reduce erosion at different spatial scales. The methodology was applied in a small watershed in semiarid region of the State of Paraíba. Candidate strategies for the conservation and restoration of the basin were identified through meetings with focus groups of farmers. The SWAT hydrological model was used to estimate sediment production and runoff. Four scenarios of land use and occupation were simulated using climate data for the period 1998-2012. The scenarios were selected according to the opinions of farmers, having been contemplated strategies with greater social acceptability. Society involvement in the discussions and negotiations helps to incorporate environmental, cultural and social aspects in the planning process. Simulation results show an estimate of annual sediment yield at the current scenario of the use and occupation of land exceeding 1.7 to 2.7 times the tolerance limits established for soil loss worldwide, but the restoration strategies can reduce almost totally the annual sediment yield and increase water production in the basin up to 55.0%. An advantage of the proposed methodology is that through a list of socioeconomic and environmental indicators, the community can actively participate in the field research, becoming an integral part of natural resource management.