Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natassia Jersak Cosmann.pdf: 1751670 bytes, checksum: 9227e1c71c90dd314d88b186172f5937 (MD5) Previous issue date: 2010-07-12 / The swine activity is a characteristic of the south region of Brazil, and in the State of Parana it has been of outstanding economical and social importance. However, this activity presents low environmental quality due to the generation of great volumes of liquid residues with elevated pollutant power due to his physical, chemical and microbiological characteristics. The destination of the swine wastewater (SW) is an important factor for the survival and expansion of this activity. The application of the SW in the ground it is an alternative destination the residues, however, it is necessary that studies be carried out considering the rates which must be applied in each regional situation so that this practice does not damage the environment, especially affecting water resources and public health through the addition of pathogens in surface waters. Accordingly, the objective was to evaluate the potential for diffuse pollution of the provision of ARS in a loamy soil without a cover. In order to achieve this goal, we used five doses of SW (0, 25, 50, 75 and 100 m3.ha-1) and simulated rainfall of 60 mm.h-1 to promote runoff. Fractions disposed on the surface of the plots allocated in the Experimental Center of Agricultural Engineering (NEEA) of Western Paraná State University (UNIOESTE), Cascavel, PR, were collected in five volumes sold during the duration of simulated rain and evaluated the pH, electrical conductivity (EC), series of solids, total nitrogen (N), ammonia nitrogen (NH4 +), nitrate + nitrite (NH3 -+NH2 -), phosphate (P), copper (Cu+2), zinc (Zn+2), potassium (K+), calcium (Ca+2), magnesium (Mg+2), sodium (Na+) and micro-environmental indicator organisms (total coliforms (TC) faecal coliforms (EC) and enterococci (ENT)) according to the methods described by Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Proceeded to analyze the data through regression analysis, in which the model potential was shown for all parameters. It was observed that concentrations of N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, TC, EC and ENT disposed in the fractions were dependent on the applied doses of ARS, and may influence quality of soil and surface water. There was also the possibility of applying a single model to predict the behavior of N and its forms as well as the biological parameters analyzed. Since the exponents of the potential equations was proposed a matrix of potential polluter diffuse (MPPD), which allows display and compares their potential polluters among all parameters. The MPPD indicated that the chemical outweighs the biological parameters in the following order: CT> EC> ENT> N-NH4+> K+> Mg+2> NO3-+NO2-> P> N. / suinocultura é uma atividade econômica característica da região Sul do Brasil, e no estado do Paraná tem relevada importância econômica e social. Entretanto, esta atividade pode apresentar baixa qualidade ambiental, pois promove a geração de grandes volumes de resíduos líquidos com elevado poder poluente devido às suas características físicas, químicas e microbiológicas. A destinação da água residuária da suinocultura (ARS) é um fator importante frente à sobrevivência e expansão desta atividade. A disposição da ARS no solo é uma alternativa para o destino dos resíduos, porém são necessários estudos para que se considerem as doses que devem ser aplicadas em cada situação regional para que esta prática não prejudique o meio ambiente, principalmente comprometendo os recursos hídricos e a sanidade pública através do aporte de patógenos e nutrientes em águas superficiais. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de poluição difusa da disposição de ARS em um Latossolo Vermelho Distroférrico sem cobertura vegetal. Visando contribuir com tal objetivo, utilizaram-se cinco doses de ARS (0, 25, 50, 75 e 100 m3.ha-1) e chuva simulada de 60 mm.h-1 para promover o escoamento superficial. As frações escoadas superficialmente das parcelas experimentais alocadas no Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola (NEEA) da UNIOESTE de Cascavel, PR, foram coletadas em cinco volumes escoados durante a duração da chuva simulada, e avaliaramse os parâmetros: série de sólidos, pH, condutividade elétrica (CE), nitrogênio total (N), nitrogênio amoniacal (N-NH4 +), nitrato+nitrito (NO3 -+NO2 -), fósforo (P), cobre (Cu+2), zinco (Zn+2), potássio (K+), cálcio (Ca+2), magnésio (Mg+2), sódio (Na+) e micro-organismos indicadores ambientais (coliformes totais (CT), temotolerantes (EC) e enterococos (ENT)) segundo as metodologias descritas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Procedeu-se a análise dos dados mediante análises de regressão em que o modelo potencial foi indicado para todos os parâmetros avaliados. Observou-se que as concentrações de N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, CT, EC e ENT nas frações escoadas foram dependentes das doses de ARS aplicadas e podem influenciar na qualidade do solo e das águas superficiais. Também se verificou a possibilidade de aplicação de um único modelo para predizer o comportamento do N e suas formas, bem como dos parâmetros biológicos analisados. A partir dos expoentes das equações potenciais foi proposta uma matriz de potencial de poluidor difuso (MPPD), a qual permite indicar e comparar os respectivos potenciais poluidores entre todos os parâmetros avaliados. A MPPD indicou que os parâmetros biológicos superam os químicos na seguinte ordem: CT > EC > ENT > N-NH4 + > K+ > Mg+2 > NO3 -+NO2 - > P > N.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Natassia Jersak Cosmann.pdf: 1751670 bytes, checksum: 9227e1c71c90dd314d88b186172f5937 (MD5) Previous issue date: 2010-07-12 / The swine activity is a characteristic of the south region of Brazil, and in the State of Parana it has been of outstanding economical and social importance. However, this activity presents low environmental quality due to the generation of great volumes of liquid residues with elevated pollutant power due to his physical, chemical and microbiological characteristics. The destination of the swine wastewater (SW) is an important factor for the survival and expansion of this activity. The application of the SW in the ground it is an alternative destination the residues, however, it is necessary that studies be carried out considering the rates which must be applied in each regional situation so that this practice does not damage the environment, especially affecting water resources and public health through the addition of pathogens in surface waters. Accordingly, the objective was to evaluate the potential for diffuse pollution of the provision of ARS in a loamy soil without a cover. In order to achieve this goal, we used five doses of SW (0, 25, 50, 75 and 100 m3.ha-1) and simulated rainfall of 60 mm.h-1 to promote runoff. Fractions disposed on the surface of the plots allocated in the Experimental Center of Agricultural Engineering (NEEA) of Western Paraná State University (UNIOESTE), Cascavel, PR, were collected in five volumes sold during the duration of simulated rain and evaluated the pH, electrical conductivity (EC), series of solids, total nitrogen (N), ammonia nitrogen (NH4 +), nitrate + nitrite (NH3 -+NH2 -), phosphate (P), copper (Cu+2), zinc (Zn+2), potassium (K+), calcium (Ca+2), magnesium (Mg+2), sodium (Na+) and micro-environmental indicator organisms (total coliforms (TC) faecal coliforms (EC) and enterococci (ENT)) according to the methods described by Standards Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Proceeded to analyze the data through regression analysis, in which the model potential was shown for all parameters. It was observed that concentrations of N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, TC, EC and ENT disposed in the fractions were dependent on the applied doses of ARS, and may influence quality of soil and surface water. There was also the possibility of applying a single model to predict the behavior of N and its forms as well as the biological parameters analyzed. Since the exponents of the potential equations was proposed a matrix of potential polluter diffuse (MPPD), which allows display and compares their potential polluters among all parameters. The MPPD indicated that the chemical outweighs the biological parameters in the following order: CT> EC> ENT> N-NH4+> K+> Mg+2> NO3-+NO2-> P> N. / suinocultura é uma atividade econômica característica da região Sul do Brasil, e no estado do Paraná tem relevada importância econômica e social. Entretanto, esta atividade pode apresentar baixa qualidade ambiental, pois promove a geração de grandes volumes de resíduos líquidos com elevado poder poluente devido às suas características físicas, químicas e microbiológicas. A destinação da água residuária da suinocultura (ARS) é um fator importante frente à sobrevivência e expansão desta atividade. A disposição da ARS no solo é uma alternativa para o destino dos resíduos, porém são necessários estudos para que se considerem as doses que devem ser aplicadas em cada situação regional para que esta prática não prejudique o meio ambiente, principalmente comprometendo os recursos hídricos e a sanidade pública através do aporte de patógenos e nutrientes em águas superficiais. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de poluição difusa da disposição de ARS em um Latossolo Vermelho Distroférrico sem cobertura vegetal. Visando contribuir com tal objetivo, utilizaram-se cinco doses de ARS (0, 25, 50, 75 e 100 m3.ha-1) e chuva simulada de 60 mm.h-1 para promover o escoamento superficial. As frações escoadas superficialmente das parcelas experimentais alocadas no Núcleo Experimental de Engenharia Agrícola (NEEA) da UNIOESTE de Cascavel, PR, foram coletadas em cinco volumes escoados durante a duração da chuva simulada, e avaliaramse os parâmetros: série de sólidos, pH, condutividade elétrica (CE), nitrogênio total (N), nitrogênio amoniacal (N-NH4 +), nitrato+nitrito (NO3 -+NO2 -), fósforo (P), cobre (Cu+2), zinco (Zn+2), potássio (K+), cálcio (Ca+2), magnésio (Mg+2), sódio (Na+) e micro-organismos indicadores ambientais (coliformes totais (CT), temotolerantes (EC) e enterococos (ENT)) segundo as metodologias descritas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (APHA, 1998). Procedeu-se a análise dos dados mediante análises de regressão em que o modelo potencial foi indicado para todos os parâmetros avaliados. Observou-se que as concentrações de N, N-NH4 +, NO3 -+NO2 -, P, K+, Na+, Ca+2, Mg+2, CT, EC e ENT nas frações escoadas foram dependentes das doses de ARS aplicadas e podem influenciar na qualidade do solo e das águas superficiais. Também se verificou a possibilidade de aplicação de um único modelo para predizer o comportamento do N e suas formas, bem como dos parâmetros biológicos analisados. A partir dos expoentes das equações potenciais foi proposta uma matriz de potencial de poluidor difuso (MPPD), a qual permite indicar e comparar os respectivos potenciais poluidores entre todos os parâmetros avaliados. A MPPD indicou que os parâmetros biológicos superam os químicos na seguinte ordem: CT > EC > ENT > N-NH4 + > K+ > Mg+2 > NO3 -+NO2 - > P > N.

Problems of land use and occupation in urban areas may prevent the infiltration of water, thus increasing runoff. Bioretention techniques are solutions, which are emerging from the hydrology field to mitigate the consequences of increasing urbanization, including, flooding and contamination of rivers. The general objective of this research is to study the general efficiency of combined Compensatory Techniques (CT) with detention and bioretention control of diffuse pollutants from an urban drainage system. Specific objectives are defined in each chapter and relates to sizing and to the bioretention systems of modeling and monitoring, located in southeastern Brazil, São Paulo – São Carlos. The first chapter presents the general introduction of the thesis, the objectives and research hypotheses, as well as, the description of the general methodology for the thesis construction and the goals related to each chapter. The second chapter discusses the scope and some limitations of the classifications of terms frequently used in the theme of sustainable urban drainage. This chapter, in a way, approaches the other chapters, which composes this thesis, by providing them comprehensive database of references. The third chapter presents the design criteria used for the construction of experimental bioretention system and compares the design with the model HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. The fourth chapter talks about some criteria to identify areas for building bioretention systems and presents the GIS - Geographic Information System and ecohydrology indicators, in this characterization, considering the quantity and quality aspects in the urban drainage. The fifth chapter shows the use of PCSWMM model (Personal Computer Stormwater Management Model) to simulate future scenarios, assuming progressive modular expansion of CTs, modeling efficiency in qualitative and quantitative aspects diffuse pollution for scenarios 2015, 2025, 2050, 2100. The conclusion of this research is that compensatory techniques can be used not only to assess the impacts of diffuse pollution stemmed from urban drainage system, but as a contribution to the sustainability of watersheds and to mitigation of extremes risks derived by increased urban drainage demand. / Problemas decorrentes do uso e ocupação do solo em áreas urbanas podem dificultar a infiltração da água, aumentando o escoamento superficial. Técnicas de bioretenção são soluções decorrentes do campo da hidrologia para mitigar as consequências resultantes da crescente urbanização, entre elas, enchentes e contaminação de rios. O objetivo geral da pesquisa é estudar a eficiência generalizada de Técnicas Compensatórias (TCs) experimentais, adaptáveis combinadas de detenção e bioretenção para controle da poluição difusa da drenagem urbana. Objetivos específicos são definidos em cada capítulo e relacionam-se com o dimensionamento e monitoramento de modelagem de sistema de bioretenção, localizado no Sudeste do Brasil, São Paulo – São Carlos. O Primeiro capítulo apresenta a introdução geral da tese, objetivos e hipóteses, bem como, descreve a metodologia geral para construção da tese e relação dos objetivos com os respectivos capítulos. O Segundo capítulo discute os alcances e limitações de nomenclaturas sobre termos frequentemente utilizados na temática drenagem urbana sustentável. Este capítulo de certa forma aporta os demais capítulos que compõe esta tese, por propiciar vasto banco de dados referenciais. O Terceiro capítulo apresenta os critérios de dimensionamento utilizados para a construção de um sistema de bioretenção experimental e uma comparação com o dimensionamento com o modelo HEC – HMS - Hydrologic Engineering Center - Hydrologic Modeling System. O Quarto capítulo discorre sobre critérios de escolha de áreas propicias para a construção de sistemas de bioretenção usando Sistemas de Informações Geográficas para a caracterização de áreas, utilizando indicadores ecohidrológicos, considerando os aspectos de quantidade e de qualidade na drenagem urbana. O Quinto capítulo demonstra o uso do modelo PCSWMM – Personal Computer Stormwater Management Model, na simulação de cenários futuros assumindo expansões modulares progressivas da TC, modelando a eficiência para os aspectos qualitativos e quantitativos da poluição difusa para os 2015, 2025, 2050, 2100. Conclui-se com esta pesquisa que técnicas compensatórias podem ser empregadas não só para avaliação dos impactos da poluição difusa provindos da drenagem urbana, mas como forma de contribuir com a sustentabilidade de bacias hidrográficas e para mitigação de riscos de extremos advindos do aumento da demanda de drenagem urbana.

GIRÃO, Enio Giuliano. Análise multivariada na identificação dos fatores determinantes da qualidade da água na Bacia Hidrográfica do Rio Jaibaras-Ceará. 2006. 105 f. Dissertação (Mestrado em engenharia agrícola)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2006. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-17T19:40:57Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_eggirao.pdf: 2559402 bytes, checksum: eb614b2548c6f2d99bf5656f4b391921 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-05T17:33:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_eggirao.pdf: 2559402 bytes, checksum: eb614b2548c6f2d99bf5656f4b391921 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-05T17:33:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_eggirao.pdf: 2559402 bytes, checksum: eb614b2548c6f2d99bf5656f4b391921 (MD5) Previous issue date: 2006 / Aiming to identify the apportionment of pollution sources/factors with a view to get better information about the water quality at Jaibaras watershed, a research composed of three steps was developed. In the first step (Step I), it was identified the water pollution sources at the upland of Jaibaras watershed until Ayres de Souza dam. The survey occurred from May/2004 to Jul/2005. The pollution sources are related about domestical sewages and land disposal, which are poured in the river and close to the repair zones. Few pollution sources can be related to agricultural activity. The Ayres de Souza dam is also under the effect of domestical swage, land disposal as well as other human activities. In the second step (Step II) multivariate statistical techniques (Cluster Analysis/Principal Component Analysis, CA/PCA) were applied to identify weather influence on temporal variability and the factors that determined the water quality in Ayres de Souza dam. It was measured 28 physical, chemical and biological variables in four sampling stations sited in the reservoir, and in four different campaigns from Sept/2004 to May/2005. The CA allowed the identification of the weather variability influency under water quality. Two principal components were extracted, explaining the 82% of the data variance. The first principal component was mainly associated with K+, PO-3 4, Ca2+ e DBO (anthropogenic factor). The second principal component showed a strong loading on Na+ and SAR. It was basically assigned to sodicity factor. Although, there are an intensive fishing activities in the dam it was not possible to relate this activity as a source of water pollution. In the least step (Step III) PCA was applied to the data set on water quality of the Jaibaras River, from Ayres de Souza dam to the mouth of the river, generated during three years (Apr/2002-Jun/2005), to define pollution factors. It was measured 13 physico-chemical variables (pH, EC, Ca2+, Mg2+, Na+, K+), bicarbonato (HCO- 3), fosfato (PO- 3 4), cloreto (Cl-), amônia (NH+ 4), nitrato (NO- 3), sulfato (SO- 4) and Relação de Adsorção de Sódio (RAS) in the two sampling stations (Ayres de Souza dam gallery and Jaibaras mouth). At Ayres de Souza aqueduct three factors were extracted which explained 80% of the total variance. The first factor represent “weathering” processes from rocks (meneralization factor). The second factor can be interpreted as an organic pollution and domestical sewages. At Jaibaras River mouth two factors were extracted, explaing 81% of the total variance in the original data set. The identified factors were related do human action (fertilizers and sewages). The multivariate statistical technique allowed the identification of the chemical and weather actions over the water quality at Jaibaras River. / Na identificação das possíveis fontes e cargas poluidoras das águas superficiais da bacia hidrográfica do rio Jaibaras, desenvolveu-se um trabalho composto por três etapas, com o objetivo de se obter um melhor conhecimento da qualidade das águas. Na primeira etapa (Etapa I), identificaram-se as fontes de poluição hídrica da parte alta desta sub-bacia, desde as nascentes do rio Jaibaras e seus tributários até o açude Ayres de Souza. O levantamento ocorreu no período de maio de 2004 a julho de 2005. As principais fontes poluidoras estão ligadas aos esgotos domésticos e resíduos sólidos despejados no leito e próximo às margens dos mananciais. Poucas fontes de poluição ligadas à agricultura foram identificadas. O açude Ayres de Souza sofre intervenções de esgotos domésticos, disposição de resíduos sólidos, inclusive lixões a céu aberto, carga de produtos oriundos da piscicultura intensiva, ocupação das Áreas de Preservação Permanente (APPs) por balneários, residências e atividades de pecuária e agricultura. Não se têm dados conclusivos sobre a contribuição da piscicultura para a poluição do manancial. Na etapa seguinte (Etapa 2), identificou-se a influência do clima na variabilidade temporal e os fatores determinantes da qualidade das águas no açude Ayres de Souza, pelo emprego da Análise de Agrupamento Hierárquico (AAH) e Análise da Componente Principal (ACP). Os parâmetros físicos, químicos e biológicos, somando 28 variáveis, foram medidos em 4 pontos distintos na bacia hidráulica, no período de setembro de 2004 a maio de 2005. Observou-se por meio da AAH que a qualidade da água sofre maior influência da sazonalidade climática, com descontinuidade geográfica no processo de agrupamentos. A ACP mostrou que 82% da variância total dos dados foi explicada por um modelo com duas componentes. A primeira componente principal está relacionada ao aporte antropogênico na bacia hidráulica, sendo K+, PO-3 4, Ca2+ e DBO, os elementos de maior peso nesta componente. A segunda componente relaciona-se ao processo de sodificação (Na+ e RAS) das águas pelos solos, provenientes da área sedimentar à montante da bacia hidráulica. Na última etapa (Etapa III), identificaram-se os parâmetros químicos mais importantes na variabilidade espacial da qualidade da água no trecho perenizado do rio Jaibaras, pelo emprego da Análise da Componente Principal. Foram realizadas 24 campanhas de coletas de água, no período de abril/2002 a junho/2005, em dois pontos ao longo do rio (na saída da galeria do açude Ayres de Souza e na foz). As variáveis consideradas foram: pH, condutividade elétrica (CE), cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+), sódio (Na+), potássio (K+), bicarbonato (HCO- 3), fosfato (PO-3 4), cloreto (Cl-), amônia (NH+ 4), nitrato (NO- 3), sulfato (SO- 4) e Relação de Adsorção de sódio (RAS). Observou-se por meio da ACP que no início do trecho perenizado, a qualidade da água relaciona-se com três fatores, explicando 80% da variância total. O primeiro fator expressa uma componente mineral. Importância secundária teve a poluição orgânica, seguida pela presença de detergentes e esgotos domésticos. Na confluência do rio Jaibaras com o rio Acaraú, dois fatores explicaram 81% da variância total dos dados. Neste ponto, a qualidade da água recebe maior influência da ação antrópica (dejetos dos balneários, fertilizantes nitrogenados e esgotos domésticos). A ACP permitiu verificar o efeito dos parâmetros químicos na variação espacial da qualidade das águas superficiais no trecho perenizado do rio Jaibaras.

O estado da drenagem urbana relaciona-se com o tipo e frequência de cheias, o aumento da poluição difusa e a degradação da qualidade da água. Como parte dos projetos FINEP/MAPLU \"Manejo de águas pluviais em meio urbano\" e FAPESP-IAV \"Assessment of impacts and vulnerability to climate change in Brazil and strategies for adaptation options\", o presente estudo teve por objetivo a análise experimental e a modelagem quali-quantitativa da poluição difusa da drenagem urbana com base ecohidrológica. O estudo foi realizado na área urbana da cidade de São Carlos, em 5 sub-bacias com áreas de drenagem entre 3,4 e 75,6 km², com grau de urbanização entre 0 e 100% e com potencial de escoamento (CN) de 58 a 95. Foram escolhidos 14 pontos para o levantamento de dados experimentais. Avaliando a continuidade dos rios, pode-se observar o impacto da urbanização na redução da qualidade no sentido da nascente à foz, com influência de esgoto. Os intervalos das variáveis de qualidade foram de: 235 a 35.000 kg/km²/ano para DQO; 0 a 7300 kg/km²/ano para DBO; 0 a 1378 kg/km²/ano para N-amoniacal; 0 a 133 kg/km²/ano para Fósforo Total e 7,8 x \'10 POT.4\' a 1,3 x \'10 POT.7\' NMP/km²/ano para coliformes fecais. Os maiores valores para as cargas específicas de DBO, DQO, N-amoniacal, Fósforo Total e Coliformes Fecais foram observados na saída das duas bacias com maior grau de urbanização. Dois indicadores ecohidrológicos foram aqui estudados: o indicador de continuidade X1 relaciona o número de afluentes laterais por unidade de comprimento do rio principal (nº/km), e X18, relacionado à vulnerabilidade, é obtido pelo produto entre velocidade e profundidade da água (m²/s). Em geral, X1 apresentou comportamento variado em cada sub-bacia, enquanto X18 mostrou elevação contínua no sentido de montante a jusante. A modelagem matemática foi realizada com o modelo SWMM no qual foram simulados cenários de macrodrenagem com base em mudanças no uso e ocupação do solo adaptados do Millenium Ecosystem Assessment. Para chuva de projeto com TR = 10 anos foram simulados cenários conforme o macrozoneamento, variando valores de CN, declividade e coeficiente de rugosidade n-Manning. Com horizontes futuros de uso e ocupação para os anos 2025, 2050, 2075 e 2100, os cenários de políticas reativas (\"GO\" e \"OS\") apresentaram vazão máxima específica e carga máxima de poluição específica superiores aos verificados nos cenários pró-ativos (\"AM\" e \"TG\"). Os resultados indicaram que a variabilidade quali-quantitativa da drenagem urbana é afetada não somente por aspectos antropogênicos, como lançamento de esgotos e falta de planejamento, como também por critérios ecohidrológicos mais complexos que sugerem aumentar expressivamente o monitoramento e simulações quali-quantitativas da poluição difusa urbana. / Urban drainage is influenced by the frequency of floods, the increase of diffuse pollution and the degradation of water quality. As a component of research projects FINEP/MAPLU \"Urban water management\" and FAPESP-IAV \"Assessment of impacts and vulnerability to climate change in Brazil and strategies for adaptation options\", this study aimed to do experimental analyses and quali-quantitative modeling of diffuse pollution of urban drainage based on ecohydrology. The study was developed at the urban area of São Carlos, in 5 sub-basins with drainage area between 3,4 and 75,6 km². The urbanization varies between 0 and 100% and the runoff potential (CN) between 58 to 95. Evaluating the continuity of the river, we can notice the impact of urbanization in decreasing water quality from upstream to downstream. Experimental analyses were made in 14 points and the quality variables oscillated between 235 - 35.000 kg/km²/yr to COD; 0 - 7300 kg/km²/yr to BOD; 0 - 1378 kg/km²/yr to N-NH3; 0 - 133 kg/km²/yr to total phosphorus and 7,8 x \'10 POT.4\' - 1,3 x \'10 POT.7\' MPN/km²/yr to fecal coliform. The highest values of specific charge for COD, N-NH3 and phosphorus were observed at sub-basins with high degree of urbanization. Two ecohydrological indicators were estimated. The continuity indicator X1, relates to the number of lateral affluents and to the length of the river. X18 is related to vulnerability, and obtained by the product between velocity and depth. The indicator X1 showed different behaviors in sub-basins, while X18 increased in direction upstream to downstream. Both indicators didnt show a tipical behavior. Mathematical modeling used SWMM model to simulate scenarios of macrodrainage based on land use changes adapted from Millenium Ecosystem Assessment. Rainfall of project with return period of 10 years was used to simulate scenarios in all sub-basins according to the macrozoning, ranging values for runoff potential (CN), slope and rugosity coefficient. The scenarios were simulated with horizons of use and occupation for the years 2025, 2050, 2075 e 2100. The reactive scenarios (\"GO\" and \"OS\") showed maximum specific flow and maximum specific load higher than the proactives scenarios (\"AM\" and \"TG\"). The results indicated that the variability quali-quantitative of an urban drainage is affected by antropogenic factors, like wastewater and lack of planning, and also by ecohydrologic criteria. This fact sugests the necessity of a significant increase in the monitoring and simulations quali-quantitaives of the diffuse pollution in urban drainage.

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 (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-04T14:28:54Z No. of bitstreams: 1 Leidivan Pereira Vieira.pdf: 1428553 bytes, checksum: cc08cf51d5a52cc7f09cbdb69076ed4f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-04T14:28:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leidivan Pereira Vieira.pdf: 1428553 bytes, checksum: cc08cf51d5a52cc7f09cbdb69076ed4f (MD5) Previous issue date: 2011-02-21 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Increasing world population elevates the demand for food. Then, it's a constant challenge to ensure food with quantity and quality appropriate. The management of soil fertility using fertilizers and controlling pests and weeds are necessary strategies for maintaining or increasing agricultural production. Agrochemicals are anthropogenic sources potentially polluting the environment, both the defensive as the mineral and organic fertilizers and agricultural lime, may contain heavy metals such as impurities in their composition. The horticulture stands out as an activity that uses many inputs, with frequent application of pesticides and fertilizers. Thus this study aimed to determine the concentrations of nutrients and heavy metals in soils, water sources and vegetables in areas under different land uses in the Sao Felix Camocim city, Pernambuco State, Brasil, evaluating the risk of environmental contamination. Soil samples were collected in the rows in the upper, middle and bottom of the hill farming areas, and in the forest areas, at three depths (0-10, 10-30 and 30-60 cm). Monthly, were collected 200 mL of water dams that supply the area under cultivation, and plant samples of Tomato, Eggplant, Pepper, Zucchini and Chard. Variables were subjected to analysis of variance and Tukey test at 5% probability level. Applied the t test ( P < 0,05) for medium aiming paired comparisons between content of heavy metals in cultivated areas and forest, besides Pearson correlations (P<0,05; 0,01). The fertility of soils resulting from cultivation with vegetables has changed in relation to forest areas (reference).The management of the phosphate fertilizations in areas cultivade with vegetables caused increase in levels of available P in the soil, causing pollution of water bodies water (dams); The levels of NPK and pH of the water dams was influenced by rainfall, with reduction of soil pH and P levels, and increasing concentrations of NO32- and K, The phosphate fertilization appeared to be the main entry of Cd in the soil as a contaminant of fertilizers, and was found accumulation of Cd, Cu, Mn and Zn in the first depth of soil.Rainfall had a greater influence on the concentration of Pb and moderate influence on concentrations of Cd and Ni was not detected the presence of Cu, Mn and Zn in surface water and in the well. / Com o aumento da população mundial cresce também a demanda por alimentos. Por isso é um desafio constante garantir alimentos em quantidade e qualidade adequadas a toda esta população. O manejo do solo através da fertilização e o controle de pragas e ervas daninha são estratégias necessárias para a manutenção ou aumento da produção agrícola. Os agroquímicos são fontes antropogênicas potencialmente poluidoras do ambiente, tanto os defensivos quanto os fertilizantes minerais e orgânicos e corretivos agrícolas, podem conter metais pesados, como impurezas, na sua composição. A olericultura destaca-se como atividade que utiliza muitos insumos, com aplicação frequente de agrotóxicos e fertilizantes. Assim esta pesquisa teve por objetivo determinar as concentrações de nutrientes e metais pesados em solos, fontes de água e hortaliças em áreas sob diferentes usos no município de Camocim de São Félix, avaliando o risco de contaminação ambiental. Os solos foram coletados nas linhas de plantio, nos terços superior, médio e inferior da encosta nas áreas cultivadas, e em ziguezague nas áreas de mata, em três profundidades (0-10, 10-30 e 30-60 cm). Coletou-se mensalmente 200 mL de água das barragens que abastecem as áreas de cultivo, além de amostras de tomate, berinjela, pimentão, abobrinha e acelga. As variáveis foram submetidas à análise da variância e teste de Tukey a 5% de probabilidade para comparação entre os tratamentos. Aplicou-se o teste t (5%) para médias pareadas visando comparações entre os teores de nutrientes e metais pesado em áreas cultivadas e de mata, além de correlações de Pearson a 1% e 5% entre as variáveis. Constatou-se que a fertilidade dos solos decorrente dos cultivos com olerícolas foi alterada em relação às áreas de referência. O manejo adotado quanto às fertilizações fosfatadas nas áreas produtoras de olerícolas promoveu aumento substancial nos teores de P disponível no solo, provocando contaminação dos corpos d’água (barragens); Os teores de NPK e o pH das águas das barragens sofreram influência direta da precipitação pluviométrica, com redução do pH e dos teores de P, e aumento dos teores de NO32- e K, com o aumento da precipitação. As fertilizações fosfatadas pareceram ser a principal via de entrada do Cd no sistema solo como contaminante desses fertilizantes, bem como ocorreu acúmulo superficial de Cd, Cu, Mn e Zn no solo. A precipitação pluviométrica exerceu maior influência na concentração de Pb e influência moderada nas concentrações de Cd e Ni, não sendo detectada a presença de Cu, Mn e Zn nas águas superficiais e do poço.

O objetivo do trabalho foi avaliar o impacto de intervenções nutricionais no valor da pegada hídrica do produto leite bovino. O cálculo da pegada hídrica considerou as águas verde, azul e cinza, consumidas no sistema de produção e no beneficiamento do produto. Para determinação dos consumos de água no sistema de produção foram selecionados dois grupos experimentais, cada um contendo sete vacas em lactação. As dietas fornecidas a cada grupo continha os mesmos ingredientes. Porém, na composição do concentrado havia diferentes percentuais proteicos. O concentrado fornecido ao Grupo 1, continha 20% de proteína bruta, e o concentrado fornecido ao Grupo 2, tinha seu teor de proteico ajustado de acordo com a produção de leite do grupo, ao longo da lactação. O ajuste do teor de proteína da dieta as necessidades dos animais promoveu a redução dos consumos das águas verde, azul e cinza e da pegada hídrica do produto leite. A pegada hídrica do Grupo 1 com base no nitrato foi de 503,79 L kg-1 de FPCM (86,1% água verde, 13,4% água azul e 0,43% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 452,59 L kg-1 de FPCM (85,3% água verde, 14,3% água azul e 0,45% água cinza). Com base no fósforo, a pegada total do Grupo 1 foi igual a 518,43 L kg-1 de FPCM (83,7% água verde, 13,1% água azul e 3,2% água cinza) e a do Grupo 2 foi de 465,16 L kg-1 de FPCM (83% água verde, 13,9 % água azul e 3,1% água cinza). Entre as três águas, a verde foi a que apresentou maior consumo, atestando a importância da eficiência hídrica na agricultura para os produtos de origem animal. A prática de irrigação das pastagens representou o maior consumo de água azul. O Grupo 2 apresentou melhor eficiência de uso de nutrientes, mas em ambos os grupos as entradas foram maiores que as saídas. O balanço do Grupo 1 foi de 962,7 kg de N, 95,2 kg de P e 545,1 kg de K e do Grupo 2, 869,4 kg de N, 57,8 kg de P, 601,9 kg de K. A captação de água de chuva por cisterna foi avaliada como uma tecnologia hídrica. Essa demonstrou ter impacto positivo na redução do volume de água captado de fonte natural, mas a análise financeira da tecnologia se mostrou inviável para a condição produtiva do estudo. A utilização de intervenções nutricionais que promovam o melhor aproveitamento dos nutrientes pelos animais demonstrou ser uma prática que também contribui para melhoria da eficiência hídrica do sistema de produção e dos produtos de origem animal. Estudos que relacionam o cálculo da pegada hídrica com os aspectos produtivos da pecuária promoverão impactos positivos na conservação dos recursos hídricos e no desempenho dos sistemas de produção. / The aim of the study was to evaluate the impact of nutritional interventions on the dairy milk water footprint. Water footprint calculation considered the green, blue and gray water consumed in the production system and in the dairy unit. To determine the water consumption in the production system was selected two experimental groups with seven lactating cows each. The diets provided to each group contained the same feeds. However, concentrate had different crude protein contents. The concentrate feed Group 1 contained 20% of crude protein, and the concentrate feed Group 2 had its protein content adjusted according to the milk production of the group. The adjustment of the protein content promoted a lower consumption of green, blue and gray water and the reduction of water footprint value. The water footprint based on nitrate in the Group 1 was 503.79 L kg-1 of FPCM (86.1% green water, 13.4% blue water, and 0.43% gray water) and in the Group 2 was 452.59 L kg-1 FPCM (85.3% green water, 14.3% blue water, and 0.45% gray water). Water footprint based on phosphorus was 518.43 L kg-1 of FPCM to Group 1 (83.7% green water, 13.1% blue water, and 3.2% gray water) and to Group 2 was 465.16 L kg-1 of FPCM (83% green water, 13.9% blue water, and 3.1% gray water). Green was the highest volume consumed. This shows the relation between agriculture water efficiency and the water footprint of animal products. Irrigation represented the highest consumption of blue water. The nutrient use efficiency was better to Group 2, but in both groups the inputs were higher than the outputs. The nutrient balance for Group 1 was 962.7 kg N, 95.2 kg P and 545.1 kg K and for Group 2, 869.4 kg N, 57.8 kg P, 601.9 kg of K. Rainwater harvesting in a cistern was evaluated as a water technology. It had a positive impact on reducing the withdraw from ground source, but the economic analysis of the cistern was unfeasible for the productive condition. The use of nutritional interventions for lactating cows promoted better nutrient utilization and has proved to be a management that contributes to the increase of water efficiency in the production system and to animal products. Studies that relate the water footprint with productive aspects of livestock will promote positive impacts on the water conservation and on the performance of production systems.

The urban drainage in Brazil has been focused historically in the hydraulic conduction of the runoff. From the 1990\'s a paradigm shift was initiated with the study of LID practices, aiming at adapting the local scenario to compensate the urbanization effects on runoff and reestablish the water cycle as close as possible to the natural. However, there is still a gap regarding the integration of qualitative-quantitative variables and their comprehension. In addition, the temperate climate regions have been in the center of the studies, with still few knowledge about other climates influence in its efficiency. Therefore, this research aimed to evaluate the operation of a bioretention structure in a subtropical climate region, regarding mainly its pollutant treatment capacity and water retention, in an integrated way. The results indicate a positive use of the bioretention in reducing the exceedance risks, by reducing the peak flow, the total volume and the pollutant load transferred downstream. However, adaptations the implementation and operation stages are necessary for subtropical climates. The local specific characteristics, such as soil highly weathered and rainfall with high intensities in short intervals of time, affect the water and pollutant retention efficiency. Further studies evaluating different applications locals and scales, and treatment key factors must be performed. / A drenagem urbana no Brasil esteve focada historicamente no tratamento hidráulico para a condução do escoamento superficial. A partir da década de 90 se inicia uma mudança de paradigma com o estudo de técnicas compensatórias (TCs), visando adaptar o cenário local para compensar os efeitos da urbanização sobre o escoamento superficial, de forma a manter o ciclo hidrológico o mais próximo possível do natural. No entanto, existe ainda uma lacuna quanto a integração das variáveis quali-quantitativas e sua compreensão. No mais, as regiões de clima temperado estiveram no centro dos estudos, havendo pouco conhecimento sobre a influência de outros climas em sua eficiência. Assim, a presente pesquisa teve como objetivo avaliar a operação de uma estrutura de bioretenção em uma região de clima subtropical, quanto a sua capacidade de tratamento da poluição difusa e retenção hídrica de forma integrada. Para tal, foram monitorados dois dispositivos em escalas distintas, sendo essas laboratório e campo. Os resultados obtidos indicaram um uso promissor da bioretenção em reduzir os riscos de enchente, reduzindo a vazão de pico e o volume total transferido à jusante, assim como a carga total de poluentes. No entanto, adaptações nas etapas de implantação e operação são necessárias para clima subtropical. As características específicas desses locais, como solos altamente intemperizados e regimes de chuva de alta intensidade em pequeno intervalo de tempo, afetam a eficiência de retenção hídrica e retenção de poluente. Novos estudos avaliando diversos locais, escalas de aplicação, e fatores-chave para o tratamento devem ser realizados.