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The work presented in this dissertation discusses large scale flow and transport in river networks and investigates advantages and disadvantages of grid-based and vector-based river networks. This research uses the Mississippi River basin as a continental-case study and the Guadalupe and San Antonio rivers and Seine basin in France as regional-case studies. The first component of this research presents an extension of regional river flow modeling to the continental scale by using high resolution river data from NHDPlus dataset. This research discovers obstacles of flow computations for river a network with hundreds of thousands river segments in continental scales. An upscaling process is developed based on the vector-based river network to decrease the computational effort, and to reduce input file size. This research identifies drainage area as a key factor in the flow simulation, especially in a wet climate. The second component of this research presents an enhanced GIS framework for a steady-state riverine nitrogen transport modeling in the San Antonio and Guadalupe river network. Results show that the GIS framework can be applied to represent a spatial distribution of flow and total nitrogen in a large river network with thousands of connected river segment. However, time features of the GIS environment limit its applicability to large scale time-varied modeling. The third component shows a modeling regional flow and transport with consideration of stream-aquifer interactions at a regional scale at high resolution. The STICS- Eau-Dyssée combined system is implemented for entire seine basin to compute daily nitrate flux in the Seine grid river network. Results show that river-aquifer exchange has a significant impact on river flow and transport modeling in larger river networks. / text

The traditional explanation of the rapprochement between China and ASEAN has two elements: China is securing a peaceful environment to implement its strategy of ‘develop first’, and/or China is engaging in courtship for the ASEAN countries out of strategic considerations, i.e. increasing control of its periphery. In contrary to these traditional perspectives, this study argues that the intensifying of cooperation between China and ASEAN is much more an expression of the recognition of asymmetrical dependencies than of calculated foreign policy decisions. This perspective not only enriches the understanding of current regional political processes but also leads to different expectations regarding the stability and future direction of ASEAN – China relations. Two issue areas have been selected to illustrate the asymmetrical dependencies and the resulting political processes between ASEAN and China. It has been found that both the ASEAN countries and China have accommodated to asymmetrical interdependence by engaging in pay-offs in areas of relative power. China has not been able to use its relative power in the economic and military area to impose its will in other areas of ASEAN-China relations. The bargaining has taken place within the existing ASEAN institutions. In their concrete rules and conventions lies considerable power. This explains the intensive bargaining regarding the importance of competing international organizations, not only in the Mekong River Basin, but also in broader regional politics. The ASEAN countries are in a favorable position, being in the center of these institutions, but China as a latecomer to many of the regional institutions is trying to renegotiate them. Further research is therefore indicated to better understand how the ASEAN countries and China are going to trade off potential gains from international cooperation and the loss of sovereign policy making power.

"The Tennessee Valley Authority is a world example of the full development of a river basin in soil conservation, flood control, navigation, electric power, afforestation, and recreation... Many river basin areas in the United States have created planning commissions to further develop the advancement of their own watershed problems. The Trinity Improvement Association is the planning commission for the Trinity River watershed area... In Chapter II a factual resume of the Tennessee Valley Authority will be given, and this chapter will be used as a basis of comparison for the development of the Trinity River Basin. Chapter III covers the problem of soil conservation and flood control within the watershed area; Chapter IV deals with the industrial and municipal use of water and the resources of the tributary area; Chapter V contains a brief history of the canal movement on the Trinity, the feasibility of such a canal, and miscellaneous developments; and Chapter VI contains the conclusions that it seems appropriate to draw. " -- leaf 1.

A crescente preocupação com questões ambientais, contemporaneamente, pode ser entendida como uma tendência nebulosa, resultado de uma expressão muito rica de significado e muito mais conveniente para nós, que vivemos sem o distanciamento histórico, pois torna menos definitiva, sob uma perspectiva futura, às adjetivações realizadas, expressão esta identificada como globalização. A globalização conduz a uma natureza propagandista, direcionada à preservação e não à conservação da porção bio-geo-física do meio ambiente, que se refere, em especial, neste trabalho às águas contidas nos rios. A natureza propagandista das questões ambientais, nos faz crer que muitos dos impactos ambientais em um curso d’água, são devidos ao uso das águas e, principalmente quando este uso é para a navegação. A contenda do impacto ambiental, devido ao uso d’água para navegação, não é assunto esgotado quando se aborda somente o Gerenciamento do Recurso Hídrico, ele vai muito além, tem sua origem na Bacia Hidrográfica e, portanto é abordado no Gerenciamento da Bacia Hidrográfica. No desenvolvimento desta tese, será possível perceber, que entre os vários modais de transporte, a navegação fluvial, é a menos impactante ambientalmente, pois, até a via é de origem natural e não antropogênica, como em alguns outros modais. A necessidade da execução de obras hidroviárias, pode ser entendida em algumas situações como parte integrante de um Programa de Mitigação de Impactos Ambientais, não no rio, mas sim na bacia hidrográfica, que pelo não atendimento ou pela inexistência de um plano diretor, sofreu uma ocupação desordenada, resultando em inúmeros impactos ambientais nas porções do meio ambiente. Os capítulos apresentados a seguir, no corpo desta tese, estão vinculados entre si, pois, entendemos que só o estudo simultâneo nos permitirá obter a minimização dos impactos ambientais na bacia hidrográfica, bem como a minimização dos impactos ambientais quando da execução das obras hidroviárias. / The growing concern about the environmental questions nowadays, can be understood as a nebulousness tendency, a result of a very rich expression of meaning and more convenient to us, who live without the historical distance, because it makes less definite under a future perspective, such expression is identified as globalization. Globalization conducts to a propagandist nature, towards preservation and not the conservation of the bio-geo-physics of the environment, that refers specially in this work about the water in rivers. The propagandist nature of the environmental questions, make us believe that most of the environment impacts in a flow of water, are due to water usage and mainly when this usage is navigation. The dispute of the environmental impact, due to the usage of water to navigation, is not a exhausted subject when talking only about the Hydric Resources Management, it is beyond, it has its origin at the River Basin and is discussed at the River Basin Management. In this theses it will be possible to notice that among the several means of transportation, the fluvial shipping is the less impactant because even the mean is natural and not anthropogenic like in other means. The necessity of hydrographic basin can be understood in some situations as a part of a Environmental Impacts Mitigation Program, not only in the river but in the river basin, that by the no consideration or because it does not exist a director plan, they suffered a disordered occupation, resulting in several environmental impacts. The chapters presented here are all interconnected, because we understand that only the simultaneous study will allow us to get the decrease of impacts at the river basin, as well as the decrease the environmental impact when performing the hydrographic basin.

O presente estudo teve como objetivo avaliar a qualidade da água e o grau de contaminação por metais na água, sedimento e peixes no trecho médio da Bacia do rio Doce, no Estado de Minas Gerais. Para tanto, em fevereiro e setembro de 2001, foram feitas análises físicas, químicas e biológicas de amostras de água e sedimento, testes de toxicidade e análises dos tecidos branquiais de peixes. As amostras de água apresentaram concentrações de amônio e fósforo total mais elevadas que o limite estabelecido pela resolução Conama 20/86 em todos os pontos e períodos de coleta. Maiores valores de condutividade elétrica e de compostos nitrogenados e fosfatados foram verificados no ribeirão Timotinho. Neste local, também foram encontradas as maiores concentrações de material em suspensão, carbono e fenóis totais. Em geral, as amostras de sedimento apresentaram baixos teores de matéria orgânica e maior porcentagem de areia dentre as frações granulométricas, tendo sido verificados os maiores valores de nitrogênio total e fósforo total nas amostras de sedimento do ribeirão Timotinho. As concentrações de metais na água estiveram geralmente acima dos limites máximos estabelecidos pela resolução CONAMA 20/86 para águas classe 2, sendo que os pontos de coleta no ribeirão Timotinho e rio Doce/Cenibra apresentaram concentrações muito acima do estabelecido para a maioria dos metais analisados, nos dois períodos de amostragem. Nas amostras de sedimento, as concentrações de Cr estiveram acima de valores encontrados em regiões não impactadas, em ambos os períodos de amostragem. Nos peixes também foram observadas elevadas concentrações de metais, sendo que Geophagus brasiliensis, Oligosarcus argenteus, Hoplias lacerdae e Loricariichthys castaneus; Leporinus sp e Geophagus brasiliensis apresentaram respectivamente níveis de Cr, Pb e Ni acima do permitido pela legislação, indicando processos de bioconcentração e bioacumulação. Os testes de toxicidade aguda e crônica com amostras de sedimento à Daphnia similis, Chironomus xanthus e Ceriodaphnia silvestrii mostraram maiores efeitos de toxicidade no ribeirão Timotinho e rio Doce/Cenibra. Além disso, foram também verificados efeitos de toxicidade crônica no ribeirão do Turvo, rio Matipó e reservatório de Guilmam-Amorim. As análises dos tecidos branquiais revelaram alterações histopatológicas em Tilapia rendalli (aneurismas) e Rhamdia quelen (fusão lamelar) coletados no ribeirão Timotinho e rio Doce/Cenibra, demonstrando que estas e outras espécies estão seriamente expostas à poluentes. / The present study aimed to evaluate water quality and metals contamination levels in water, sediment and fishes of different sampling sites in the middle Doce river basin in Minas Gerais State. Therefore, in February and September of 2001, physical, chemical and biological analyses of water and sediment samples, toxicity tests and branchial tissues analyses of fishes were carried out. The water samples showed higher ammonium and total phosphorus concentrations than the limit established by CONAMA 20/86 in all sites and sampling periods. Higher electric conductivity and nitrogenous and phosphorus compounds were found in Timotinho stream, where were also found the highest concentrations of suspended matter, carbon and total phenols. In general, the sediment samples presented low organic matter values and higher sand percentage among granulometric fractions, with higher values of total phosphorus and nitrogen being found at Timotinho stream. The concentrations of metals in water were generally above the maximum limit established by CONAMA 20/86 for class 2 waters, with much higher values being found at Timotinho stream and Doce river/Cenibra for most metals determined, in both sampling periods. In the sediment samples, the chromium concentrations were above the values found in unimpacted areas, in both sampling periods. High concentrations of metals were also detected in the fishes. Geophagus brasiliensis, Oligosarcus argenteus, Hoplias lacerdae e Loricariichthys castaneus; Leporinus sp and Geophagus brasiliensis respectively presented chromium, lead and nickel values above the established by legislation, indicating bioconcentration and bioaccumulation processes. The acute and chronic toxicity tests with sediment samples to Daphnia similis, Chironomus xanthus and Ceriodaphnia silvestrii showed more toxicity effects at Timotinho stream and Doce river/Cenibra. Moreover, chronic toxicity effects were also detected at Turvo stream, Matipó river and Guilmam-Amorim reservoir. The branchial tissues analyses revealed histopathological alterations in Tilapia rendalli (aneurisms) and Rhamdia quelen (lamellar fusion) collected at Timotinho stream and Doce river/Cenibra, demonstrating that these and other species are seriously exposed to pollutants.

O planejamento ambiental é vinculado à organização do trabalho de uma equipe por meio de fases interativas, tendo como objetivo a harmonização das ações humanas sobre o ambiente de tal modo que os impactos resultantes sejam identificados e incorporados às estratégias e planos de ação estabelecidos. Dentre os diferentes instrumentos de planejamento que têm relação intrínseca com o aspecto ambiental das decisões envolvidas, é possível visualizar o potencial do Plano de Recursos Hídricos (PRH) como um dos mais importantes instrumentos de planejamento ambiental uma vez que, orientados para a gestão da água, organiza os elementos técnicos de relevância e estabelece os objetivos, diretrizes, critérios e intervenções fundamentais para o gerenciamento dos recursos hídricos, tendo em vista o uso sustentável. Diante deste contexto, a presente pesquisa teve como objetivo verificar em que medida o PRH pode ser descrito como um instrumento de planejamento ambiental, a partir da confrontação entre elementos conceituais e aplicados, e valendo-se de um estudo de caso para o Plano de Recursos Hídricos da Bacia do Sorocaba e Médio Tietê (UGRHI 10) no Estado de São Paulo. A análise dos aspectos conceituais oferece campo para o enquadramento do PRH como um instrumento de planejamento ambiental e, por sua vez, o estudo de caso demonstrou a existência de deficiências no âmbito do planejamento para elaboração do PBH na UGRHI 10 que fragilizam a utilização do mesmo como um instrumento de planejamento ambiental. / The environmental planning is bound to a team organization of work through interactive phases. The environmental planning is bound to a team organization of work through interactive phases. Having as objective the harmonization of human actions on the environment in a way that the resulting impacts are identified and incorporated into strategies and established action plans. Among the different planning tools which has an intrinsic relationship with the environmental aspect of the decisions involved, is possible to view the potential of the Water Resources Plan as one of the most important instruments of environmental planning since it, focusing on water management, organizes the technical elements of relevance and establishes the objectives, guidelines and fundamental interventions to the management of water resources in view of the sustainable use. Given this context, this research aimed to determine to what extent the water plan can be described as an instrument of environmental planning, from the confrontation between conceptual and applied elements, using how case study the water resources plan of the basin Sorocaba and Médio Tietê UGRHI 10 at the São Paulo state. The analysis conceptual provides fields for the water resources plan framework as a tool for environmental planning and, in turn, the case study demonstrated the existence of deficiencies in the planning for the development of river basin plan at the UGRHI 10 that weaken its use as environmental planning tool.

A construção de reservatórios modifica drasticamente a paisagem transformando um ambiente lótico em lêntico e criando uma nova linha de margem com características muitas vezes diferentes. Estes novos habitats são passíveis a utilização e colonização por diversas espécies. Com relação aos crocodilianos existem registros de ocorrência para três espécies nesta região Caiman crocodilus, Paleosuchus palpebrosus e Melanosuchus niger. O presente estudo verificou abundância, densidade, taxa entre os sexos e o uso de habitat para as espécies C. crocodilus e P. palpebrosus, encontradas no reservatório em um período de dez meses de monitoramento pós-represamento. Para efetuar as observações e capturas de indivíduos, focagens noturnas em barco a motor foram realizadas ao longo de cinco campanhas bimestrais. Foram visualizados 659 jacarés sendo 259 C. crocodilus, 102 P. palpebrosus e 298 indeterminados. Nenhum exemplar da espécie M. niger foi observado. O número de crocodilianos por campanha não variou de forma significativa, sendo C. crocodilus mais freqüente. Foram efetuadas 75 capturas, sendo 43 C. crocodilus (21 ♀ e 22 ♂ ) e 32 P. palpebrosus (10 ♀ e 22 ♂). A eficiência de captura foi de 16,60% para C. crocodilus, 31,37% para P. palpebrosus e 11,38% para ambas as espécies considerando também os indeterminados. A captura de exemplares de P. palpebrosus foi mais eficiente se comparada a de C. crocodilus. Foram capturados 29 filhotes entre o final da estação chuvosa e o pico da estação seca, nas três últimas campanhas, evidenciando reprodução pós-represamento, sendo 26 C. crocodilus e 3 P. palpebrosus. Os filhotes de C. crocodilus foram observados agrupados em três regiões diferentes sendo que um destes agrupamentos se manteve no mesmo local pelas três últimas campanhas apresentando redução paulatina do número de filhotes. Os três filhotes agrupados de P. palpebrosus só foram observados na quinta campanha. A classificação não-supervisionada de imagens LANDSAT – TM, resultou em oito classes (manchas de habitats) representando 93% da área. Tais manchas foram caracterizadas a partir de anotações de campo e interpretação da imagem. A macha 1, caracterizada como um buritizal alagado próximo ao aeroporto, foi a que apresentou as maiores densidades 60 e 110 ind/km2 para C. crocodilus e P. palpebrosus respectivamente, explicada pela reduzida área ocupada por este habitat. A mancha 2 foi caracterizada como água com sedimento apresentando os maiores valores para área total e amostrada e conseqüentemente baixas densidades. A mancha 3 caracterizada como margem rasa apresentou a maior abundância para C. crocodilus. A mancha 5 caracterizada como solo arenoso não se destacou por elevadas densidades sendo porém a mais abundante para P. palpebrosus. As manchas 6, 7 e 8 se agrupadas mediante a caracterização como habitats de vegetação seca apresentam a segunda maior densidade com 27,55 ind/km2. A mancha 9 foi caracterizada como um habitat onde ocorria a presença de gramíneas (pasto e cerrado campo limpo) sendo C. crocodilus a espécie predominante neste habitat. Conclui-se com este trabalho que C. crocodilus e P. palpebrosus são as espécies de crocodilianos encontradas na região do reservatório e não se mostram relativamente vulneráveis, em um primeiro momento, devido ao represamento do rio. C. crocodilus é mais abundante do que P. palpebrosus no reservatório. C. crocodilus é mais seletivo quanto ao uso das manchas de habitats definidos A observação de grupos de filhotes corrobora para o fato destas espécies se adequarem ao novo ambiente. / The construction of river dams modifies drastically the local landscape, changing a lotic environment into a lentic one and, therefore, originating a new river edge, generally with quite different features. These new habitats could be used and occupied by a plenty of species. There are many projects, constructions and dams in most of its main rivers. Regarding the crocodilians, there are three species recorded in this region: Caiman crocodilus, Paleosuchus palpebrosus, and Melanosuchus niger. The present study verified the abundance, density, sex ratio, and habitat use of Caiman crocodilus and Paleosuchus palpebrosus. These species were found in the dam during a monitoring period of ten months carried out after flooding. Observations and captures were performed during nocturnal surveys using a motorboat. The surveys occurred in five campaigns with intervals of two months. 659 crocodilians, 259 C. crocodilus, 102 P. palpebrosus and 298 undetermined were visualized considering all campaigns. None specimens of M. niger were observed. The number of crocodilians by campaign did not show significant variation and C. crocodilus was the most frequent species. We captured 75 specimens, 43 C. crocodilus (21 ♀ and 22 ♂), and 32 P. palpebrosus (10 ♀ and 22 ♂). Capture effectiveness was 16.60% for C. crocodilus, 31.37% for P. palpebrosus, and 11.38% for both species considering the undetermined specimens. Capture of specimens of P. palpebrosus was more effective compared to C. crocodilus. Twenty nine hatchlings (26 C. crocodilus and 3 P. palpebrosus) were captured between the end of rainy season and the peak of dry season (during the last three campaigns), suggesting reproductive activity after flooding. Hatchlings of C. crocodilus were observed in groups in three different areas. One of these groupings was in the same place during the last three campaigns, showing a slight decrease in number of hatchlings. The three hatchlings of P. palpebrosus were observed only in the last campaign. The unsupervised classification of the LANDSAT – TM images, resulted in eight classes (habitat patches) which represented 93% of the dam. The patches were characterized based on field notes and image interpretation. Patch 1, characterized as a flooded “buritizal" near the airport, showed the highest density (60 and 110 individuals/km2 of the C. crocodilus and P. palpebrosus, respectively). Patch 2 was characterized by water with sediments, representing a great percentage of the sampled and total area and, consequently, showed the lowest density of crocodiles. Patch 3 represents shallow edges and showed the largest abundance of C. crocodilus. Patch 5 represents sandy grounds and, even though this habitat showed no high densities, P. palpebrosus was more abundant in this habitat. Patches 6, 7 and 8 were considered as dry vegetation, showing the second major density (27.55 individuals/km2). Patch 9 was characterized by the presence of grass (pasture and “cerrado campo limpo") and C. crocodilus was the predominant species in this habitat. It can be concluded that C. crocodilus e P. palpebrosus are the species that occur in the dam and, apparently, they are not vulnerable due to the river modifications. C. crocodilus is more abundant than P. palpebrosus in the study area. C. crocodilus is more selective than P. palpebrosus in function of habitat patches. The presence of hatchlings corroborate to the species adaptation to the new habitats.

A pesquisa realizada na área do Sítio Arqueológico Célia Maria, localizado na região da Bacia do Rio Santo Anastácio (afluente da Bacia do Paraná), Estado de São Paulo, demonstrou uma ocupação guarani pré-colonial. A cerâmica foi datada por termoluminescência, situando a ocupação em torno de 450±60 anos atrás. Este trabalho traz dados referentes à cerâmica identificada na área do Sítio Célia Maria, que também apresentou três manchas pretas, lítico polido e possível estrutura de combustão. A partir da análise tecno-tipológica da cerâmica, demonstramos a sequência dos gestos técnicos para a produção dos artefatos, assim como reconstituímos graficamente a forma de vasos, a partir de fragmentos de bordas. Essas reconstituições possibilitaram inferir a forma e a função dos antigos recipientes guarani. Os dados espaciais somados às características dos atributos cerâmicos do Sítio Célia Maria foram confrontados com outras pesquisas disponíveis que versaram sobre a presença dos guarani na Bacia do Paraná e Paranapanema. / The research conducted in the archaeological site area Célia Maria, located in the River Basin Santo Anastácio (tributary of the Paraná Basin), State of São Paulo, demonstrated a precolonial Guarani occupation. The pottery was dated by thermoluminescence, standing occupation around 450±60 years ago. This work has data concerning pottery indentified in Site Célia Maria, who also had three black spots, polished lytic and as possible combustion structure. From the techno-typological ceramics analysis, we demonstrated the gestures sequence to the production of technical artifacts, as well as graphically reconstitute the form of vessels, from fragments of edges. These reconstructions allowed inferring the shape and function of the ancient Guarani containers. The data added to the spatial characteristics of ceramics tributes of Site Célia Maria were compared with other available research that focused on the presence of the Guarani in the Basin of Paraná and Paranapanema.

O presente trabalho apresenta um modelo geral de simulação em tempo real de operação de reservatórios que trabalha como parte de um sistema de suporte à decisão, fornecendo informações sobre as disponibilidades hídricas do sistema de múltiplos reservatórios, em função de restrições vinculadas aos volumes armazenados. Este modelo é composto de duas partes: um software de pré-processamento, escrito em linguagem Python, que constrói os arquivos de entrada do programa principal, e um software responsável pela simulação da operação de um sistema de reservatórios (OperRes), escrito parte em Python e parte em Fortran. O modelo é aplicado à bacia do rio Paraguaçu localizada no estado da Bahia. A bacia apresenta como principal reservatório o açude formado pela barragem de Pedra do Cavalo, que é responsável pela maior parte do abastecimento da cidade de Salvador e região metropolitana. A aplicação do modelo é feita com o objetivo de se verificar a sua adequação à região em estudo, através da comparação dos dados reais com os resultados das simulações. Também é feita a simulação da operação dos treze açudes representados no sistema para se obter o resultado do seu comportamento durante um período de sete meses de estiagem. / This work shows a general simulation model of reservoirs operation to be run in real time working as part of a decision support system, which is supposed to give information about water availability in the reservoir system. This model is built in two parts: a pre-processing software, written in Python language, which builds the data files of the main program, and another software dedicated to the simulation of the reservoir system operation (OperRes) written in Python and Fortran languages. The model is applied to the Paraguaçu river basin, at Bahia State, Brazil. Pedra do Cavalo Dam is the basin main reservoir, which is responsible for most of Salvador city and metropolitan region water supply. The model application is performed to verify its adequacy to the studied region, comparing real date and simulation values. The operation of a system composed of thirteen reservoirs is also simulated, in order to obtain results of their behavior during seven months of drought period.