Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valmir Baltokoski.pdf: 2787750 bytes, checksum: fe61cb2f7c894d46e777852e6fec1e06 (MD5) Previous issue date: 2008-06-30 / Hydrological models developing that may to predict the nonpoint source pollution and the land use and occupation impacts on water quality has been a powerful tool at agricultural systems study. Within this context, the objective of the present research work was to evaluate the SWAT 2005 (Soil and Water Assessment Tool) applicability to simulate surface runoff, sediments yield and total phosphorous flow mass. The research was developed in two contiguous watersheds, from Conrado and Pinheiro rivers, on the Pato Branco River basin, from Pato Branco and Mariopolis counties, Parana State. Climatological data relative to period 1979/2006 and observed data of flow rate, sediments yeld and total phosphorous concentration relative to 2004/2005 years, taken at two monitoring locations, were used. The model requires input data in spatial format concerning to land use and soils data, associated to a digital elevation model (DEM). It was used the AvSWAT_X interface with ArcView 3.3® and its extension Spatial Analyst 2.0®, for input and manipulation data. Monthly and yearly averages of flow rate, sediments yeld and total phosphorous mass flow were compared to the observed values, being this proceeding used in the model calibration and evaluation. The Nash-Sutcliffe Coefficient (COE) and the Sum of Deviations of the Simulated Data (Dv) were used to evaluate the modeling efficiency. The results have proved to be satisfactory for the several modelings. / O desenvolvimento de modelos hidrológicos capazes de predizer o impacto das fontes difusas de poluição e do uso e ocupação do solo na qualidade das águas, superficiais e subterrâneas, tem sido de grande auxílio no estudo de agroecossistemas agrícolas. Com esse objetivo, foi utilizado o modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT 2005), para avaliar sua aplicabilidade na previsão de escoamento superficial, na produção de sedimentos e no fluxo de massa do fósforo total, utilizando técnicas de análise de sensibilidade e calibração. O estudo foi realizado em duas microbacias hidrográficas contíguas, dos rios Conrado e Pinheiro, afluentes do Rio Pato Branco, localizadas nos municípios de Pato Branco e Mariópolis, no Estado do Paraná. Foram utilizados dados climatológicos do período de 1979/2006 e dados observados de vazão, sedimentos e concentração de fósforo total dos anos 2004/2005 de duas estações de monitoramento instaladas na área de estudo. O modelo requer dados espacializados de usos e tipos de solos, associados com banco de dados e um Modelo Digital de Elevação. Utilizou-se a interface AvSWAT_X, com o ArcView 3.3® e a extensão Spatial Analyst 2.0®, para entrada e manipulação dos dados no modelo. As médias anuais e mensais das simulações de vazão, sedimentos e fósforo total, foram comparadas com os dados observados, procedimento que serviu para calibrar o modelo e avaliar seu desempenho. Tanto o coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (COE) como a soma dos desvios dos dados simulados em relação aos dados observados (Dv) foram utilizados para avaliar a eficiência do modelo. Os resultados mostraram-se satisfatórios para as várias modelagens realizadas.

Este estudo inseriu-se em um projeto temático que visou analisar a sustentabilidade dos recursos hídricos no baixo Ribeira de Iguape (SP), uma das poucas áreas remanescentes de Mata Atlântica do estado de São Paulo, sendo a microbacia do rio Canha, a região de maior enfoque na presente pesquisa. A avaliação da dinâmica longitudinal das variáveis físicas e químicas de rios e riachos pode fornecer subsídios para estudos que visam o melhor entendimento das características ecológicas de diversos grupos de organismos, como os bentônicos. Com o objetivo de avaliar a comunidade bentônica como ferramenta bioindicadora da qualidade da água no rio Canha, foram realizadas duas coletas caracterizando períodos hidrológicos distintos (janeiro, considerado como chuvoso e abril, como seco) em 8 estações amostrais ao longo do rio. Nessas estações foram avaliadas as características hidráulicas, físicas e químicas dos compartimentos água e sedimento. O rio Canha não recebe aporte pontual de poluição, seguindo em geral, os preceitos do contínuo fluvial proposto por Vannote et al. (1980). A vazão esteve intimamente relacionada ao regime pluviométrico da região, no entanto, a velocidade de escoamento não registrou variação sazonal esperada devido a possíveis modificações na secção transversal do rio. Os resultados mostraram variações espaço-temporais nas variáveis físicas e químicas da água e do sedimento do rio Canha, além disso, foi possível dividir o eixo longitudinal do rio em três regiões: nascente, médio e baixo curso. A água pode ser considerada de boa qualidade, demonstrando que a interferência antrópica ainda não comprometeu o sistema lótico estudado. Nitrogênio total (Kjedahl) e amoniacal foram representativos, caracterizando fontes de poluição recentes (aporte difuso de esgoto clandestino e lixiviação da agricultura) principalmente nas estações mais a jusante. A comunidade bentônica apresentou elevada riqueza e índice de diversidade, sendo a família Chironomidae dominante principalmente, com os gêneros Nanocladius e Cricotopus. A variação desta comunidade foi maior no eixo espacial do que no temporal e demonstrou também estar de acordo com a teoria do contínuo fluvial. As principais forças que influenciaram e determinaram a estrutura da comunidade bentônica foram a presença ou não de vegetação ciliar, a entrada de matéria orgânica de origem antrópica e o tipo de substrato. Entretanto, a variação sazonal e os fatores hidráulicos também exerceram influência demonstrando que rios de pequeno porte respondem mais prontamente a interferências externas. / This study is part of a thematic project that aimed at analyzing the sustainability of water resources in low Ribeira de Iguape valley (one of the few remaining areas of Atlantic Forest in the state of São Paulo), the micro basin of the Canha river being the focal region in this work. The evaluation of the longitudinal dynamics of physical and chemical variables of rivers and streams may provide important raw material for studies that aim at a better understanding of the ecological characteristics of several groups of organisms, such as benthic ones. In order to evaluate if the benthic community might be used as a bioindicator of water quality in the Canha river, two collections were made in two distinct hydrological periods (January: rainy; April: dry) at 8 stations along the river. The hydraulic, physical and chemical characteristics of the water and sediment were analyzed at each one of the 8 stations. The Canha river is not influenced by punctual inputs of pollution, following the principles of the river continuum proposed by Vannote et al. (1980). The flow was intimately related to the raining regime of the region, but the drainage speed did not show the expected seasonal variation, possibly due to modifications in the cross-section of the river. The results have also shown variation in space and time in physical and chemical features of the water and sediment of the Canha river, and it was also possible to divide the longitudinal axis of the river in three parts: headwater, mid and low courses. The water can be considered to be of good quality, showing that the anthropic interference did not greatly affect the lothic system studied. The total nitrogen (Kjedahl) and amoniacal were represented in our samples, characterizing sources of recent pollution (diffuse influx of illicit waste and lixiviation of crops), mainly at the stations located downstream. The benthic community showed a high richness and diversity. The family Chironomidae was the dominant taxon, being represented mainly by the genus Nanocladius and Cricotopus. The community varied more in space than in time, and followed the pattern expected by the river continuum concept. The main features that influenced and determined the structure of the benthic community were (1) the presence or not of vegetation bordering the river, (2) the influx of organic material of anthropic origin and (3) the type of substrate. However, the seasonal variation and hydraulic features also influenced, demonstrating that smaller rivers respond faster to external influences.

O equilíbrio ecológico dos ecossistemas aquáticos é fundamental para a conservação da biodiversidade e para que tais ambientes possam desempenhar seus serviços ambientais. O metabolismo dos riachos pode ser utilizado como um indicador funcional do nível de perturbação do ambiente, devido à influência das condições da bacia hidrográfica sobre as características e estrutura dos ecossistemas aquáticos. A presente pesquisa avaliou a variação espaço-temporal das taxas de produção primária bruta (PPB) e respiração (R) em riachos localizados no Cerrado, como subsídio para o entendimento da influência de algumas características da água, do substrato e da vegetação ripária sobre o seu metabolismo. Para isso, foram estudados seis riachos em ambientes subtropicais (São Carlos e Brotas, SP, Brasil) com diferentes condições ambientais. O metabolismo foi modelado pelas mudanças de curto prazo nas concentrações de oxigênio dissolvido (OD) e da radiação solar fotossinteticamente ativa, a cada 10 min em períodos de 24h. Além disso, a modelagem considerou o coeficiente de reaeração em cada riacho, que foi estimado por meio de traçador gasoso (SF6). Foram determinadas variáveis de qualidade da água, hidrológicas, do substrato e porcentagem de cobertura vegetal. Modelos de regressão foram utilizados, entre outras análises estatísticas, para avaliar as principais variáveis preditoras das taxas metabólicas. Os riachos apresentaram vazões sempre inferiores a 100 L.s-1, e a porcentagem de cobertura vegetal variou entre 39 e 86%. As concentrações médias de nitrogênio e fósforo totais variaram entre 0,8-1,3 mg.L-1 e 9,4-42,4 μg.L-1, respectivamente, sendo os riachos classificados entre oligo e mesotróficos. A amplitude média das variações diárias de OD foi de 0,2 a 1,2 mg.L-1. As taxas de PPB apresentaram variação de 0,01 a 0,68 gO2 m-2.dia-1. Já as taxas de R variaram entre 0,61-42,08 gO2 m-2.dia-1. A partir do balanço entre a PPB e a R, os seis riachos apresentaram condições heterotróficas (respiração excedeu a produção primária bruta, com a produção primária líquida negativa), o que torna esses ambientes mais vulneráveis ao eventual aporte de cargas orgânicas que gerem demanda por oxigênio. Embora as concentrações de fósforo tenham sido correlacionadas com as taxas metabólicas, as principais variáveis preditoras, pelos modelos de regressão, foram vazão e a porcentagem de cobertura vegetal. A cobertura vegetal provavelmente foi responsável pela redução da incidência de radiação solar e, consequentemente, o principal limitante da disponibilidade de luz subaquática para algas bentônicas. A vazão apresentou possível efeito na redução da biomassa de algas pela abrasão decorrente da velocidade da água. Espera-se que, além de gerarem um conjunto de dados sobre ambientes aquáticos de um bioma ainda relativamente pouco estudado, o Cerrado, as informações apresentadas sobre os principais fatores intervenientes nos processos metabólicos dos riachos possam oferecer direcionamentos a projetos para sua conservação e para a manutenção de seus serviços ambientais. / The ecological balance of aquatic ecosystems is fundamental for biodiversity conservation and for to perform the environmental services. Stream metabolism can be used as a functional indicator of the level of disturbance of the environment due to the influence of watershed conditions on the characteristics and structure of aquatic ecosystems. The present study evaluated the spatial-temporal variation of gross primary production (GPP) and ecosystem respiration (R) rates, in streams located in the Cerrado, as to understanding the influence of water and the substrate characteristics and vegetation in metabolism. For this, six subtropical streams (São Carlos and Brotas, SP, Brazil) were studied with different environmental conditions. The metabolism was modeled by the short-term changes in the concentrations of dissolved oxygen (DO) and the photosynthetically active solar radiation, every 10 min in periods of 24h. In addition, the modeling considers the reaeration rates in each stream, which was estimated by gas tracer (SF6). Variables of water quality, substrate, hydrological characteristics, and percentage of canopy cover were determined. Regression models were used, among other statistical analyzes, to evaluate the main predictors of metabolic rates. The streams had discharge rates lower than 100 L.s-1, and the percentage of canopy cover varied between 39 and 86%. The mean concentrations of nitrogen and phosphorus varied between 0.8-1.3 mg.L-1 and 9.4-42.4 μg.L-1, respectively, and the streams were classified as oligo and mesotrophic. The mean amplitude of daily DO variations was 0.2 to 1.2 mg.L-1. Rates of GPP ranged from 0.01 to 0.68 gO2 m-2.day-1. R rates varied from 0.61 to 42.08 gO2 m-2.day-1. From the balance between PPB and R, the six streams presented heterotrophic conditions (respiration exceeded gross primary production, with negative net primary production), which makes these streams more vulnerable to the eventual contribution of organic loads that generate demand for oxygen. Although phosphorus concentrations were correlated with metabolic rates, the main predictors of metabolic rates, by regression models, were discharge and canopy cover percentage. The canopy cover was probably responsible for reducing the incidence of solar radiation and, consequently, the main limitation of the availability of underwater light for benthic algae. The discharge indicated a possible effect on the algae biomass reduction due to the abrasion caused by the water velocity. It is expected that, in addition to the generation of data set on aquatic environments of the relatively little studied biome, the Cerrado, the information presented about the main drivers in the metabolic processes of the streams can offer directions to projects for its conservation and for the support of their environmental services.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2017-10-02T13:17:26Z No. of bitstreams: 1 IVÂNIA LUÍZA BARBACENA.pdf: 807552 bytes, checksum: 31474085bccd3d0c3588bc5bb5091910 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-02T13:17:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IVÂNIA LUÍZA BARBACENA.pdf: 807552 bytes, checksum: 31474085bccd3d0c3588bc5bb5091910 (MD5) Previous issue date: 2009-09-28 / A study of parameters that act on water quality in micro-watershed dug ponds is important because it enables a holistic approach aimed to promote better activity management and provide considerable information about the ecosystems involved. The aim of this study was to quantify physical and chemical parameters of water in dug ponds (small dams and tanks) of fish within a micro-watershed during a diurnal cycle. The field work was performed at days 08, 13, 18 and 23 of July 2009 in a small catchment of the Rio dos Bois, in the municipality of Cezarina, State of Goiás. The sampling occurred over a period of 24 hours with the collection every 6 hours in two different sites: the upstream and downstream of the ponds. To characterize the water quality parameters it was analyzed: weather temperature, water temperature, transparency, ammonia, hardness, alkalinity, dissolved oxygen, pH and orthophosphate. Comparing the parameters of water quality upstream and downstream of the ponds in the study, the figures show that there was no statistically significant differences ( > 0.05) between the points for the variable ambient temperature, water temperature, transparency, ammonia, hardness, alkalinity, dissolved oxygen and orthophosphate and showed a statistically significant ( <0.05) for the parameter pH. To optimize culture conditions, we suggest some techniques of Good Management Practices (GMP) adopted in aquaculture. / O estudo de parâmetros que atuam na qualidade da água em viveiros escavados em uma microbacia é importante porque permite uma visão holística direcionada no sentido de promover o melhor gerenciamento para a atividade bem como fornecer informações consideráveis a respeito dos ecossistemas aquáticos envolvidos. O objetivo do presente trabalho foi analisar quantitativamente parâmetros físicos e químicos da água em viveiros escavados (pequenas represas e tanques) de piscicultura dentro da microbacia rio dos Bois no município de Cezarina/GO ,durante um ciclo nictemeral. Os trabalhos de campo foram realizados nos dias 08, 13, 18 e 23 do mês de julho de 2009. A amostragem ocorreu em um período de 24 horas com coletas a cada 6 horas para coincidir as maiores e as menores temperaturas durante o dia e foram em dois pontos distintos: a montante e a jusante dos viveiros. Para caracterizar a qualidade da água foram analisados através de kits comerciais para análise de água doce, os parâmetros: temperatura do ambiente, temperatura da água, transparência, amônia, dureza, alcalinidade, oxigênio dissolvido, pH e ortofosfato. Comparando os parâmetros de qualidade da água de montante e jusante dos viveiros em estudo, os valores revelam que não houve diferenças estatisticamente significativas ( >0,05) entre os pontos para as variáveis temperatura do ambiente, temperatura da água, transparência, amônia, dureza, alcalinidade, oxigênio dissolvido e ortofosfato e que apresentou diferença estatisticamente significativa ( <0,05) para o parâmetro pH. Para otimizar as condições de cultivo, sugere-se algumas técnicas de Boas Práticas de Manejo (BPM) adotadas em aquicultura.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-03-17T15:32:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ImpactosOcupacaoUrbana.pdf: 2671285 bytes, checksum: 54924cd8a4b6b6b0e263b50788e1684b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-03T13:22:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ImpactosOcupacaoUrbana.pdf: 2671285 bytes, checksum: 54924cd8a4b6b6b0e263b50788e1684b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-03T13:22:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_ImpactosOcupacaoUrbana.pdf: 2671285 bytes, checksum: 54924cd8a4b6b6b0e263b50788e1684b (MD5) Previous issue date: 2007 / A microbacia hidrográfica de Val-de-Cães, com 10,10Km², situada na porção norte do Município de Belém, apresenta como característica a densa ocupação urbana, representada por ocupações clandestinas, conjuntos residenciais e por áreas institucionais. O presente estudo analisa os impactos provenientes pelas principais formas de ocupação e uso da microbacia de Val-de-Cães, utilizando como indicador a qualidade das águas superficiais do corpo hídrico. As análises das águas foram realizadas em dois períodos, um chuvoso (fevereiro) e outro seco (agosto), sendo determinados os seguintes parâmetros: turbidez, condutividade, cor, pH, Oxigênio Dissolvido, temperatura, componentes nitrogenados, Demanda Bioquímica de Oxigênio, metais, óleos e graxas e coliformes totais e fecais. A água do igarapé revelou valores elevados na jusante do igarapé, possivelmente pela influência direta da baia do Guajará, para o pH, óleos e graxas, coliformes e Demanda Bioquímica de Oxigênio. Na nascente os parâmetros de coliformes totais e Demanda Bioquímica de Oxigênio apresentam valores que são considerados elevados em relação aos demais pontos de coleta, mas é o local que apresenta considerável número de palafitas nas proximidades e pouca vegetação. A presença de efluentes domésticos e esgotos são retratados principalmente pela quantidade de coliformes, óleos e graxas, turbidez e teor de fósforo nas amostras coletadas em ambos os períodos e pelo grande número de pontos de descargas que aumentam a cada dia. / The hidrografic basin of Val-de-Cães, with 10,10Km2, situated in the portion north of the City of Belém, presents as characteristic the dense urban occupation, represented for clandestine occupations, joint residential and for institucional areas. The present study it analyzes the impacts proceeding for the main forms from occupation and use of the basin of Val-de-Cães, using as indicating the quality of superficial waters of the hidric body. The analyses of waters had been carried through in two periods, rainy (February) and a other dry one (August), being determined the following parameters: turbidez, condutividade, color, pH, Dissolved Oxygen, nitrogenados components, temperature, Demand Biochemist of Oxygen, metals, oils and greases and total and fecais coliformes. The water of the narrow river disclosed values raised in downstream of the narrow river, possibly for the direct influence of the bay one of the Guajará, for pH, oils and greases, coliformes and Demand Biochemist of Oxygen. In the spring the parameters of total coliformes and Demand Biochemist of Oxygen present values that are considered raised in relation to the too much points of collection, but are the palafitas place that presents considerable number in the neighborhoods and little vegetation. The presence of effluent domestic servants and sewers is portraied mainly by the amount of coliformes, oils and greases, turbidez and text of match in the samples collected in both the periods and for the great number of dump points that increase to each day.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leandro Fleck.pdf: 1897702 bytes, checksum: b3e258336499f4a0de7936279b0ee27c (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / The development of human activities generates high amounts of industrial effluent, which has a high impact on watercourses, mainly due to organic load constituents. Among the methods used to control water pollution, the method of mathematical modeling stands out, a simulation tool that allows the generation of future scenarios. This study proposes to generate a mathematical model of water quality that simulates the process of aerobic self-depuration of organic matter from watercourses. For this purpose, it was used a water bath coupled to a jar test, providing temperature control from 20 to 28 °C, and flow velocity from 0.29 to 0.87 m s-1, similarly to natural conditions. The trials were conducted using a synthetic effluent with an initial COD concentration of 50 mg L-1, based on a Central Composite Design (DCC), composed of seven trials. All trials lasted 15 days, with effluent samples collected daily for the analysis of Chemical Oxygen Demand (COD) and Dissolved Oxygen (OD). A mathematical equation was developed for each day of self-depuration. The final mathematical model gathers 15 equations of self-depuration. The significance of the equations was measured using the analysis of variance to 10%. To validate the proposed model, a self-depuration trial was carried out under the conditions of 26 °C and 0.38 m s-1 with an initial COD concentration of 30 mg L-1. The analysis of variance was performed for the proposed mathematical model as well as the analysis of normality and homoscedasticity for waste, with a significance level of 5%.There are indications that the temperature significantly had an influence in the kinetics of aerobic decomposition of organic matter in the first and from the sixth to the fifteenth day self-depuration. The flow velocity significantly influenced in the eighth and from the twelfth to the fifteenth day of self-depuration, and the interaction between the factors in the eighth and fifteenth day of self-depuration, with p-values lower than the significance level adopted. With a confidence interval of 90%, the equations representing the first and from the seventh to the fifteenth day of self-depuration are statistically significant, with coefficients of determination (R2) greater than 84%. The proposed model adequately described the experimental data obtained in the validation trial, presented p-value of 2.49 E-17, lower than the level of significance adopted, of 5%. Thus, the model proposed can be considered statistically significant, describing the total variation of responses, with a ratio of 99.46%. The proposed mathematical model described the process of self-depuration in watercourses within the temperature and flow velocity intervals in which it was generated / O desenvolvimento das atividades humanas teve como consequência direta a geração de elevada quantidade de efluentes industriais, altamente impactantes aos cursos hídricos receptores, devido principalmente à carga orgânica constituinte. Dentre os métodos utilizados para o controle da poluição hídrica, destaca-se a modelagem matemática, a qual, sendo uma ferramenta de simulação, possibilita a geração de cenários futuros. O presente estudo propõe a geração de um modelo matemático de qualidade da água que possibilite simular o processo de autodepuração aeróbia da matéria orgânica de um corpo hídrico. Para a realização do estudo utilizou-se um banho-maria acoplado a um jar test, possibilitando o controle da temperatura na faixa de 20 a 28 °C e velocidade de fluxo na faixa de 0,29 a 0,87 m s-1, valores típicos encontrados em condições naturais. Os ensaios foram conduzidos utilizando-se efluente sintético a partir de uma concentração inicial de DQO de 50 mg L-1, com base em um Delineamento Composto Central (DCC), composto por 7 ensaios. Todos os ensaios tiveram duração de 15 dias, com coletas diárias de amostras de efluente para análise de Demanda Química de Oxigênio (DQO) e Oxigênio Dissolvido (OD). Gerou-se uma equação matemática para cada dia de autodepuração. O modelo matemático final reúne 15 equações de autodepuração. A significância das equações foi avaliada utilizando-se a Análise de Variância a 10%. Realizou-se a validação do modelo proposto, com base em um ensaio de autodepuração conduzido nas condições de 26 °C e 0,38 m s-1 a partir de uma concentração inicial de DQO de 30 mg L-1. Realizou-se a análise de variância para o modelo matemático proposto, assim como análise de normalidade e homoscedasticidade para os resíduos, com um nível de significância de 5%. Há indícios de que a temperatura influenciou significativamente na cinética de decomposição aeróbia da matéria orgânica no primeiro e do sexto ao décimo quinto dia autodepuração. A velocidade de fluxo influenciou significativamente no oitavo e do décimo segundo ao décimo quinto dia de autodepuração e a interação entre os fatores, no oitavo e no décimo quinto dia de autodepuração, apresentando p-valores menores que o nível de significância adotado. Com um intervalo de confiança de 90%, as equações representativas do primeiro e do sétimo ao décimo quinto dia de autodepuração, são estatisticamente significativas, apresentando coeficientes de determinação (R2) superiores a 84%. O modelo proposto descreveu satisfatoriamente os dados experimentais obtidos no ensaio de validação, apresentado p-valor de 2,49E-17, menor que o nível de significância adotado, de 5%. Assim, considera-se o modelo proposto como sendo estatisticamente significativo, descrevendo a variação total das respostas, com uma proporção de 99,46%. O modelo matemático proposto descreve satisfatoriamente o processo natural de autodepuração em cursos hídricos, dentro dos limites de temperatura e velocidade de fluxo em que foi gerado

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Valmir Baltokoski.pdf: 2787750 bytes, checksum: fe61cb2f7c894d46e777852e6fec1e06 (MD5) Previous issue date: 2008-06-30 / Hydrological models developing that may to predict the nonpoint source pollution and the land use and occupation impacts on water quality has been a powerful tool at agricultural systems study. Within this context, the objective of the present research work was to evaluate the SWAT 2005 (Soil and Water Assessment Tool) applicability to simulate surface runoff, sediments yield and total phosphorous flow mass. The research was developed in two contiguous watersheds, from Conrado and Pinheiro rivers, on the Pato Branco River basin, from Pato Branco and Mariopolis counties, Parana State. Climatological data relative to period 1979/2006 and observed data of flow rate, sediments yeld and total phosphorous concentration relative to 2004/2005 years, taken at two monitoring locations, were used. The model requires input data in spatial format concerning to land use and soils data, associated to a digital elevation model (DEM). It was used the AvSWAT_X interface with ArcView 3.3® and its extension Spatial Analyst 2.0®, for input and manipulation data. Monthly and yearly averages of flow rate, sediments yeld and total phosphorous mass flow were compared to the observed values, being this proceeding used in the model calibration and evaluation. The Nash-Sutcliffe Coefficient (COE) and the Sum of Deviations of the Simulated Data (Dv) were used to evaluate the modeling efficiency. The results have proved to be satisfactory for the several modelings. / O desenvolvimento de modelos hidrológicos capazes de predizer o impacto das fontes difusas de poluição e do uso e ocupação do solo na qualidade das águas, superficiais e subterrâneas, tem sido de grande auxílio no estudo de agroecossistemas agrícolas. Com esse objetivo, foi utilizado o modelo Soil and Water Assessment Tool (SWAT 2005), para avaliar sua aplicabilidade na previsão de escoamento superficial, na produção de sedimentos e no fluxo de massa do fósforo total, utilizando técnicas de análise de sensibilidade e calibração. O estudo foi realizado em duas microbacias hidrográficas contíguas, dos rios Conrado e Pinheiro, afluentes do Rio Pato Branco, localizadas nos municípios de Pato Branco e Mariópolis, no Estado do Paraná. Foram utilizados dados climatológicos do período de 1979/2006 e dados observados de vazão, sedimentos e concentração de fósforo total dos anos 2004/2005 de duas estações de monitoramento instaladas na área de estudo. O modelo requer dados espacializados de usos e tipos de solos, associados com banco de dados e um Modelo Digital de Elevação. Utilizou-se a interface AvSWAT_X, com o ArcView 3.3® e a extensão Spatial Analyst 2.0®, para entrada e manipulação dos dados no modelo. As médias anuais e mensais das simulações de vazão, sedimentos e fósforo total, foram comparadas com os dados observados, procedimento que serviu para calibrar o modelo e avaliar seu desempenho. Tanto o coeficiente de eficiência de Nash-Sutcliffe (COE) como a soma dos desvios dos dados simulados em relação aos dados observados (Dv) foram utilizados para avaliar a eficiência do modelo. Os resultados mostraram-se satisfatórios para as várias modelagens realizadas.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T19:44:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseImpactosDinamica.pdf: 5095219 bytes, checksum: e85c565d710c19b01a0a83f4a06ae946 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-25T19:55:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseImpactosDinamica.pdf: 5095219 bytes, checksum: e85c565d710c19b01a0a83f4a06ae946 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T19:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseImpactosDinamica.pdf: 5095219 bytes, checksum: e85c565d710c19b01a0a83f4a06ae946 (MD5) Previous issue date: 2012-08 / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Os mananciais do Utinga, formados pelos lagos Bolonha e Água Preta, estão contidos em uma Área de Proteção Ambiental - APA e são utilizados pela Companhia de Saneamento do Pará – COSANPA, para o abastecimento da população da Região Metropolitana de Belém - RMB. Esses mananciais são constituídos pelo rio Guamá, onde a água é captada e enviada por recalque ao lago Água Preta, que por um canal artificial com escoamento por gravidade, alimenta o lago Bolonha, e é bombeado para a Estação de Tratamento de Água - ETA. Os principais problemas de poluição/contaminação desses mananciais surgiram com o avanço urbanístico desordenado, que ocasionam o lançamento indevido de esgoto e resíduos sólidos dos bairros, favelas e conjuntos residenciais próximos às principais nascentes. O objetivo deste estudo foi de utilizar ferramentas para subsidiar o monitoramento e conhecimento da qualidade da água no lago Água Preta, visando prevenir e/ou corrigir processos de degradação, tais ferramentas são as análises multivariadas de parâmetros abióticos e clorofila a, balanço de nutrientes e modelagem hidrodinâmica com intuito de observar a dispersão do transporte de sedimentos. Foram realizadas coletas de águas superficiais em 3 pontos escolhidos estrategicamente para avaliar a influência antrópica no lago Água Preta, bem como dos sedimentos suspensos que são carreados para dentro do lago. Os pontos de coleta de amostras foram georreferenciados com GPS (modelo GARMIN) e as coletas de águas superficiais foram realizadas com a garrafa de Van Dorn de 2,5 L e transportadas para o Laboratório de Química Ambiental (LQA), localizado na Universidade Federal Rural da Amazônia, para posteriores análises. As coletas foram realizadas durante os meses de março, maio, junho, agosto, setembro e outubro do ano de 2010, coincidindo com os períodos de maior e de menor precipitação pluviométrica. Os dados dos parâmetros abióticos e de clorofila a foram analisados por métodos de estatística descritiva e de análises de componentes principais. Também foram realizadas análises do balanço de massa de água e de nutrientes e adotou-se o uso do modelo hidrodinâmico do programa de modelagem SisBAHIA (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental), visando simular as condições hidrodinâmicas do lago Água Preta durante um ano. Através dessas simulações foram gerados mapas superficiais de correntes para observar os diferentes padrões de circulação, pois o uso de modelos têm tido um papel relevante no planejamento e na elaboração de cenários alternativos, que englobam o diagnóstico adequado dos sistemas hídricos em sua estruturação, processo e dinâmica. Os parâmetros estudados mostraram variações durante os períodos de menor e de maior precipitação pluviométrica, sendo encontrados maiores contribuição no ponto 2 em relação a turbidez, a cor, o oxigênio dissolvido, nitrato, nitrogênio total, clorofila a e sólidos suspensos. Os demais parâmetros (N-amoniacal, demanda bioquímica de oxigênio e fósforo total) tiveram contribuição nos pontos 1 e 3, indicando fonte de poluição orgânica, decorrente de efluentes domésticos, já que nas proximidades ocorre lançamento de esgotos. No balanço de massa foi constatado que tanto o fósforo total quanto nitrogênio inorgânico dissolvido foram influenciados pela carga de água do rio Guamá durante o período seco. Enquanto que com altos índices de pluviosidade, o fósforo total teve carga maior devido a maior contribuição da drenagem de água de esgotos lançados para dentro do reservatório. O tempo de retenção para o fósforo total foi de 180 dias e o nitrogênio inorgânico dissolvido foi de 536 dias. Através desse balanço foi possível quantificar a entrada, retenção e exportação de nutrientes como também avaliar o potencial de eutrofização desse reservatório. No modelo hidrodinâmico mostrou que a distribuição do módulo da velocidade foi idêntica para cada mês do ano, independente da direção do vento, tendo a mata ciliar em torno desse ambiente hídrico importante papel na diminuição da velocidade modular na superfície da água. Porém próximo ao canal de saída de água do lago foi observada variação da velocidade de 0,32 m/s no período chuvoso e de 0,28 m/s no período seco, o que pode estar relacionada com as precipitações. Além disso, a entrada de água no reservatório forma vórtice tendendo ao processo de assoreamento, fato esse verificado na batimetria. Os processos de assoreamento nesse ponto se dão principalmente nos períodos com menores precipitações, pois a COSANPA aumenta as vazões de entrada de água para manter o nível do reservatório para o abastecimento da Região Metropolitana de Belém, propiciando o maior aporte de sedimentos suspensos, fato esse observado através dos parâmetros de turbidez, cor e sólidos suspensos, os quais tiveram maiores concentrações nesse ponto e uma diminuição à medida que se afastava para o ponto 3 (saída de água para o canal de ligação). Essas ferramentas são de grande importância para preservação do manancial, pois possibilitarão diagnosticar a capacidade que o lago tende a reter e eliminarem os nutrientes, bem como ao processo de circulação hidrodinâmica permitindo verificar locais que podem ter uma maior e menor deposição de materiais suspensos na coluna d’água. Esse estudo permitirá fornecer dados que subsidie as autoridades competentes e ajudará na conservação de outros mananciais utilizados para o abastecimento de água para as cidades. / The springs of Utinga, formed by the Bolonha and Água Preta lakes, are contained in an Área de Proteção Ambiental - APA and are used by the Companhia de Saneamento do Pará - COSANPA, to supply the population of the Região Metropolitana de Belém - RMB. These springs are formed by Guamá River, where water is captured and sent to the Água Preta lake by pumping, which in an artificial channel with gravity flow, feeds the Bolonha lake, and since it is pumped to the Estação de Tratamento de Água - ETA. The main problems of pollution / contamination of water sources appeared to advancing urban disordered, giving rise to the improper release of sewage and solid waste from neighborhoods, slums and housing estates close to the main springs. The objective of this study was to use tools to support monitoring and knowledge of water quality in the Água Preta lake, to prevent and / or correct degradation processes. These tools are multivariate analysis of abiotic parameters and chlorophyll a, nutrient balance and hydrodynamic modeling aiming to observe the dispersion of sediment transport. Samples were collected in surface water at three points strategically chosen to assess the anthropogenic influence in the Água Preta lake and sediments that are suspended matter carried into the lake. The sampling points were georeferenced using GPS (GARMIN Model) and the sampling of surface water were performed with the Van Dorn bottle 2.5 L and transported to the Laboratório de Química Ambiental (LQA), located at the Universidade Federal Rural da Amazônia, for further analysis. Samples were collected during the months of March, May, June, August, September and October in 2010, coinciding with periods of higher and lower rainfall. The data of abiotic parameters and chlorophyll a were analyzed by methods of descriptive statistics and principal component analysis. Analyses were also carried out analysis of the mass balance of water and nutrients and adopted the use of hydrodynamic model of the modeling program SisBAHIA (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental), aimed to mimic the hydrodynamic conditions of the Água Preta lake during a year. Through these simulations were generated maps of surface currents to observe the different patterns of movement, since the use of models have played an important role in planning and development of alternative scenarios that include the proper diagnosis of the water systems in its structure, process and dynamics. The parameters studied showed variations during periods of lower and higher rainfall, higher contribution being found in point 2 in respect of turbidity, color, DO, nitrate, NT, chlorophyll a and suspended solids were found larger contribution in points 2. The other parameters (N -ammonia, BOD and PT) had contribution in points 1 and 3, indicating a source of organic pollution, due to domestic sewage, since there are nearby dumping of sewage. In the mass balance was found that both the PT and NID were influenced by the load of water river Guamá during the lower rainfall. While with high rainfall total phosphorus load was higher due to higher contribution from dewatering of sewage released into the reservoir. The retention time for the PT was 180 days and 536 days was NID. Through this balance could quantify the entry, retention and export of nutrients as well as to evaluate the potential for eutrophication of reservoirs. In the hydrodynamic model showed that the distribution of the module speed was identical for each month of the year, regardless of wind direction, with the riparian vegetation around that water environment this important role in reducing the speed modular surface of the water. However near the output channel of pond water was observed a change of speed 0.32 m /s in the rainy season and 0.28 m / s during the dry period that can be related to the precipitation. Furthermore, the input of water in the tank forms a vortex tending to sedimentation process, a fact observed in the bathymetry. The sedimentation at this point be given especially in periods with lower precipitation, because COSANPA increases the flow of water intake to maintain the level of the reservoir to supply the Região Metropolitana de Belém, providing the greatest contribution of suspended sediment, a fact observed with the parameters of turbidity, color and suspended solids, which have higher concentrations at this point and a decrease as they move away to step 3 (water outlet channel for the connection). These tools are of great importance for maintenance of the spring, since they will allow diagnosing the lake capacity tends of retain and remove nutrients as well as the process of the hydrodynamic circulation allowing check sites that can have a major and minor deposition of materials suspended in water column. Through this study will provide data that subsidizes the competent authorities the future and help in the conservation of other sources used to supply water to cities.

O estudo da dinâmica dos parâmetros físicos, químicos e biológicos da água em lagoas costeiras é essencial para entender o funcionamento destes ecossistemas; o que por sua vez permite o desenvolvimento de estratégias adequadas de gerenciamento e conservação de seus recursos. Neste estudo, analisou-se a qualidade da água da Lagoa Rodrigo de Freitas (Rio de Janeiro/RJ) e dos seus principais tributários. Foram utilizados os dados oriundos do projeto de monitoramento da qualidade da água realizado pela SMAC/RJ, entre dezembro de 2011 e dezembro de 2012. O objetivo precípuo foi compreender a dinâmica espacial e temporal da variação do estado trófico e da qualidade da água, assim como avaliar a exequibilidade e aplicabilidade de índices multimétricos (IQA, IET, ICE, IC, TRIX) ao projeto de monitoramento ambiental da LRF. Para tanto, foram realizadas coletas mensais e semanais da água superficial em cinco pontos amostrais, na LRF, e cinco pontos nos rios/canais. Em seguida, análises físico-químicas e biológicas foram realizadas. Os resultados obtidos mostraram relativa homogeneidade espacial e elevada variação sazonal da qualidade da água superficial. Os índices aplicados aos dados indicaram uma variação temporal representativa do estado trófico e da qualidade da água, sendo as classificações para os rios e canais diferentes às verificadas na LRF. Esta apresentou variação entre supereutrófica e hipereutrófica, já os primeiros foram mesotróficos. A qualidade da água da LRF apresentou majoritariamente entre moderada a boa. Os rios e canais foram classificados ruins e médios. Concluiu-se que diferentes modelos podem resultar em diferentes classificações de níveis de trofia e qualidade da água. Análises estatísticas de tendência indicaram estabilidade da qualidade da água, sem uma projeção representativa de melhoria da qualidade hídrica. Já análises multivariadas (RDA, PCA BEST, SIMPER, ANOSIM, MDS e CLUSTER) mostraram um elevado dinamismo da comunidade fitoplanctônica com nítida resposta às oscilações de variáveis físico-químicas específicas, apesar da dominância recorrente por cianobactérias. / The study of the dynamics of physical, chemical and biological parameters in coastal lagoons is essential to understand how these ecosystems function, which enables the development of appropriate strategies for management and conservation of its water resources. This research analyzed the water quality of the Rodrigo de Freitas lagoon (LRF), located in the city of Rio de Janeiro/RJ, and its main tributaries. Data from the Water Quality Monitoring Program conducted by Secretaria Municipal de Meio Ambiente do Rio de Janeiro between December 2011 and December 2012 were used. The main objective of this study is clarify the spatiotemporal dynamic of the variation of the trophic state and water quality of the LRF, and assess the applicability and feasibility of specific multimetric indices (IQA, IET, ICE, IC, TRIX). In order to achieving this goal, weekly and monthly surface water samplings were performed at five stations in the LRF and five stations in the rivers/channels. Physico-chemical and microbiological (bacteriological and phytoplankton) variables were analyzed in situ or in the laboratory. The results showed relative spatial homogeneity and high temporal variation of the water quality. The trophic state and water quality indices classified the rivers/channels as mostly mesotrophic and the LRF between supereutrophic and hypereutrophic. The water quality was classified between moderate to good in the LRF and medium and bad for the rivers/channels. It was concluded, therefore, that different assessment models may result in contradictory classifications of the trophic and and water quality conditions. Trend statistical analysis indicated stability of trophic conditions but without a representative prediction of improving water quality. Finally, it is emphasized that the multivariate statistical analysis (RDA, PCA BEST, SIMPER, ANOSIM, MDS and CLUSTER) demonstrated a high dynamism of the phytoplankton community in response to fluctuations in the physico-chemical characteristics, despite the recurrent dominance by cyanobacteria.

The physical, chemical and biological characteristics of water, which together allow the evaluation of its quality, remain associated with a series of processes that occur in the water body and its drainage basin. The consumption of water with quality specified in the legislation is of fundamental importance for health promotion and prevention of risks related to water contamination due to the adverse effects of human activities. For each preponderant use of water, there is a required quality, according to the standardization proposal by legislation. The standard of water quality and effluent is required based on laboratory analysis of essentially physicalchemical parameters. However, these parameters are generally insufficient, because it is impossible to determine all the chemical components in a water sample to evaluate its potential toxic effects on the biota. In evaluating the impact of certain substances on aquatic life it is necessary to use living organisms as bioindicators. Thus, this study aimed to promote an integrated evaluation of water quality of the Uberabinha River, in the City of Uberlândia - Minas Gerais - Brazil, which had not been done heretofore. The research was based on the chemical characterization of sediments, because they are substrates for a wide variety of organisms, which feed higher trophic levels and the use of fish as bioindicators of genotoxicity. Four samples were taken in different seasons of the year: rainy, dry, very dry, transition between rainy and dry. Five evaluation points were established, where the water samples and sediments were collected to be forwarded for review and any necessary procedures. In defining these five sampling sites, we sought to identify areas that characterize the natural flow of water upstream and downstream of the city, and the areas where human interferences are significant. For the water samples the following parameters were evaluated: temperature, pH, odor, color, turbidity, hardness, fluoride, phosphate, chloride, nitrate, nitrite, ammonia, sulfates, sulfides, chlorine residuals, surfactants, dissolved oxygen, dissolved solids, COD, BOD, barium, coliforms and fecal coliforms. The Water Quality Index was calculated and compared with the values set out in legislation. For the sediment samples the following parameters were evaluated: fixed solids, volatile solids, aluminum, cadmium, calcium, lead, copper, chromium, iron, manganese, potassium, sodium, zinc, organic matter, total carbon, as well as the pH, density and particle size analysis. Values obtained for the concentrations of cadmium, lead, copper, chromium and zinc were compared with the values of Sediment Quality Guidelines - SQVG, national and international. The results obtained with tests performed on specimens of micronucleus Catfish, Rhamdia quelen, demonstrated the effect of contamination at the sampling points. Multivariate statistical analysis was used in the treatment of data, to correlate various contaminants and not only the addition of the toxicity values of the different components analyzed individually. / As características físicas, químicas e biológicas da água, que em seu conjunto permitem a avaliação da sua qualidade, permanecem associadas a uma série de processos que ocorrem no corpo hídrico e em sua bacia de drenagem. O consumo de água com qualidade especificada na legislação é de importância fundamental para a promoção da saúde e prevenção de riscos relacionados à contaminação hídrica, decorrente dos efeitos adversos das atividades humanas. De acordo com cada uso preponderante da água, existe uma qualidade requerida, segundo a padronização proposta pela legislação vigente. O padrão de qualidade da água e efluentes exigidos está baseado em análises laboratoriais de parâmetros essencialmente físico-químicos. Esses parâmetros geralmente são insuficientes, por ser impossível à determinação química de todos os componentes existentes em uma amostra de água, para avaliar seu potencial efeito tóxico a biota existente. Na avaliação do impacto de certas substâncias sobre a vida aquática são necessários ensaios complementares utilizando peixes como bioindicadores. Nesse estudo manteve-se o propósito de promover uma avaliação integrada da qualidade da água do Rio Uberabinha, na Cidade de Uberlândia - Minas Gerais - Brasil, ainda não realizada. A pesquisa foi baseada na caracterização química dos sedimentos, por serem substratos para uma grande variedade de organismos, que alimenta níveis tróficos superiores e na utilização de peixes como bioindicadores de genotoxicantes. Foram realizadas quatro amostragens em diferentes épocas do ano e estabelecidos cinco pontos de avaliação, quando amostras de água e de sedimentos do rio foram coletadas para análises e procedimentos necessários. Na definição dos locais de coleta, procurou-se identificar as áreas que caracterizam as condições naturais de escoamento das águas, a montante e a jusante da cidade e as áreas onde as interferências antrópicas são significativas. Nas amostras de água foram avaliados: temperatura, pH, odor, cor, turbidez, dureza total, fluoretos, fosfato, cloretos, nitratos, nitritos, nitrogênio amoniacal, sulfatos, sulfetos, cloro residual, surfactantes, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, DQO, DBO, bário, coliformes totais, coliformes fecais. O Índice da Qualidade da Água - IQA foi calculado e comparado com os valores estabelecidos na legislação. Nas amostras de sedimentos foram avaliados: sólidos fixos, sólidos voláteis, alumínio, cádmio, cálcio, chumbo, cobre, cromo, ferro, manganês, potássio, sódio, zinco, matéria orgânica, carbono total, como também o pH e a análise granulométrica. Valores obtidos para as concentrações de cádmio, chumbo, cobre, cromo e zinco, foram comparados com os Valores Guias da Qualidade de Sedimentos - VGQS, internacionais e nacionais. Os resultados juntamente com os testes de micronúcleos realizados em espécimes de Bagre, Rhamdia quelen, comprovaram o efeito da contaminação nos pontos amostrados. Análise estatística multivariada foi usada no tratamento dos dados, permitindo relacionar a diversidade dos contaminantes do meio e não apenas a adição dos valores de toxicidade dos constituintes analisados isoladamente. / Doutor em Química