Rivers and their surrounding riparian and subsurface ecosystems, known as river corridors, are important landscape features that provide a myriad of ecological and societal benefits. While the importance of riverine flooding has been widely acknowledged and extensively studied, very little research has been conducted on the interactions between river channels and their adjacent floodplains. The importance of this hydrologic connectivity between rivers and floodplains has been emphasized in recent decades and now ecological engineering techniques such as stream restoration are often utilized to restore connectivity between streams and their riparian ecosystems. Despite its ubiquity in practice, there are still many basic components of river-floodplain connectivity that are not well understood. Furthermore, a lack of cost-effective monitoring techniques makes sustainable management of river corridors quite challenging. Thus, the overall goals of my dissertation were: 1) develop user-friendly river corridor monitoring techniques utilizing cost-effective approaches such as time-lapse digital imagery and satellite remote sensing and 2) identify the effects of anthropogenic activities on river corridor hydrologic and biogeochemical processes that occur at varying spatial and temporal scales during flood events. These goals were addressed through five independent studies that span spatiotemporal scales. The five studies utilized a combination of novel remote sensing, hydrologic/hydraulic modeling, and high frequency spatial sampling techniques to analyze river corridor dynamics. Results highlight that digital imagery and satellite remote sensing can be effective tools for monitoring river corridors in data scare regions. Additionally, impounding streams and river corridors alters floodplain connectivity and biogeochemical processing of reactive solutes such as nitrogen and phosphorus. Findings from this work highlight the important role that spatial and temporal scale plays in river corridor dynamics. Overall, this research provides new analytical techniques and findings that can be used to effectively monitor and manage river corridors. / PHD

Os Parques Urbanos caracterizam-se como a principal área livre para o lazer e recreação da população e da manutenção dos sistemas naturais no ambiente citadino. Para que estes espaços possam cumprir com suas funções, a administração pública deve manejar de forma equitativa os aspectos naturais e de recreação e lazer. O principal objetivo desta pesquisa foi demonstrar a potencial ineficiência da conciliação entre as funções de Uso Público e Conservação em parques urbanos de tipologia ecológica, localizados em fundos de vale. Adotou-se como hipótese que, a equidade não ocorra devido à concepção paisagística, a qual favorece o uso público, ao instalar equipamentos e infraestruturas destinadas à população, em áreas originalmente frágeis, permitindo que a conservação torne-se um aspecto secundário. Para tanto, desenvolveu-se um sistema de monitoramento por meio de indicadores qualificados e mensurados por escores, os quais visaram identificar elementos que possam subsidiar o cumprimento das funções supracitadas; segregou-se os indicadores em duas categorias: i) Uso Público (7 indicadores) e ii) Conservação (7 indicadores); para determinar a existência de conciliação, os indicadores foram sintetizados em dois índices numéricos (Índice de Conservação (IC) e Índice de Uso Público (IUP), escalonados entre 0 e 10) e posteriormente cruzados em uma matriz de interação, a qual permite inferir 5 classes de conciliação: i) Alta Equidade, ii) Boa Equidade, iii) Moderada Equidade, iv) Baixa Equidade, e v) Inexistente. Com o intuito de assegurar a replicabilidade, o sistema foi aplicado em 3 (três) parques na cidade de Curitiba (PR), com diferentes características de formação e concepção paisagística. A primeira unidade de análise, o Parque Municipal Nascentes do Belém, apresentou o melhor IC (9,6) e o menor IUP (2,8), atribuindo a área o cumprimento da função de conservação e o baixo cumprimento da função de uso público, permitindo que não ocorra conciliação, classificando-o como Baixa Equidade; o Parque Municipal Cajuru, obteve um IC de 4,7 pontos e um IUP de 5,1, fator que indica que as funções sejam cumpridas moderadamente e que ocorra conciliação entre elas; o Parque Municipal Passaúna, apresentou o melhor IC e IUP, respectivamente, 8,2 e 7,3 pontos, apresentando condições de conciliação entre as funções. De acordo com os resultados obtidos, a hipótese inicial foi refutada, principalmente frente ao estudo conduzido no Parque Municipal Nascentes do Belém, onde se verificou maior atenção para a manutenção dos aspectos naturais e a insuficiência de elementos para fins de uso público, ocorrendo exatamente o inverso das conjecturas levantadas; os estudos conduzidos nos Parques Cajuru e Passaúna, também corroboram os resultados. O sistema de monitoramento mostrou-se eficiente ao seu propósito, em apontar se o parque cumpre com as funções e se ocorre conciliação, segundo critérios pré-estabelecidos, além de apontar eventuais falhas na gestão e nortear áreas prioritárias ao manejo. / The Urban Parks are characterized as the main free area for leisure and recreation of population and the main form of upkeep of natural systems environmental urban. In order that those spaces can perform with their function the public administration should manage from form equitable the aspects naturals and recreation and lounge. The main objective this research was to evidence the potential inefficiency of conciliation between the functions of Public Use and Conservation in urban parks of ecological typology, located in river corridors. Was adopted as hypothesis that, equity dont happen due to landscape conception, what favor the public, use to install equipment and infrastructure intended to population in originally fragile areas, allowing the conservation become as secondary aspect. For this, developed a system of monitoring through qualified indicators and measured by scores, which aimed at identifying elements who can subsidize performance of the duties cited, segregating the indicators in two categories: i) Public Use (7 indicators) and ii) Conservation (7 indicators); for set the existence of conciliation, the indicators were synthesized in two numerical indices (Conservation Indice (CI) and Public Use Indice (PUI), staggered between 0 and 10) and subsequently crossed in a interaction matrix, which allows interfere 5 grade of conciliation: i) High Equity, ii ) Good Equity, iii)Moderate Equity, iv) Low Equity and v) Nonexistent Equity. With the aim to ensuring the replicability, the system was applied in 3 (three) parks in Curitiba (PR), with different characteristics of formation and landscape conception. The first analysis unit, the Municipal Park Nascentes do Belém show the best CI (9,6) and the PUI lowest (2,8) assigning area of compliance function of conservation and the low assigning of function of public use, allowing not occur reconciliation, classifying as Low Equity; the Municipal Park Cajuru, obtain a CI of 4,7 points and a PUI of 5,1, factor that indicates that functions are fulfilled moderately and that reconciliation occurs between them; the Municipal Park Passúna, submitted the best CI and PUI, respectively, 8,2 and 7,3 points, presenting conditions of equilibrium between the functions. According with the result obtained, the initial hypothesis are refuted, principally because of the study on Municipal Park Nascentes do Belem, which was found large attention for upkeep of natural aspects and the failure of elements for purposes of public use, occurring exactly the opposite of the conjecture raised; Studies conducted in the Park Cajuru and Passaúna, corroborates to the results. The monitoring system was efficient for its purpose, in point out that the park meets with the functions and occurs conciliation, according to previously established criteria, while pointing out possible flaws failures in management and priority areas to guide management.

Os Parques Urbanos caracterizam-se como a principal área livre para o lazer e recreação da população e da manutenção dos sistemas naturais no ambiente citadino. Para que estes espaços possam cumprir com suas funções, a administração pública deve manejar de forma equitativa os aspectos naturais e de recreação e lazer. O principal objetivo desta pesquisa foi demonstrar a potencial ineficiência da conciliação entre as funções de Uso Público e Conservação em parques urbanos de tipologia ecológica, localizados em fundos de vale. Adotou-se como hipótese que, a equidade não ocorra devido à concepção paisagística, a qual favorece o uso público, ao instalar equipamentos e infraestruturas destinadas à população, em áreas originalmente frágeis, permitindo que a conservação torne-se um aspecto secundário. Para tanto, desenvolveu-se um sistema de monitoramento por meio de indicadores qualificados e mensurados por escores, os quais visaram identificar elementos que possam subsidiar o cumprimento das funções supracitadas; segregou-se os indicadores em duas categorias: i) Uso Público (7 indicadores) e ii) Conservação (7 indicadores); para determinar a existência de conciliação, os indicadores foram sintetizados em dois índices numéricos (Índice de Conservação (IC) e Índice de Uso Público (IUP), escalonados entre 0 e 10) e posteriormente cruzados em uma matriz de interação, a qual permite inferir 5 classes de conciliação: i) Alta Equidade, ii) Boa Equidade, iii) Moderada Equidade, iv) Baixa Equidade, e v) Inexistente. Com o intuito de assegurar a replicabilidade, o sistema foi aplicado em 3 (três) parques na cidade de Curitiba (PR), com diferentes características de formação e concepção paisagística. A primeira unidade de análise, o Parque Municipal Nascentes do Belém, apresentou o melhor IC (9,6) e o menor IUP (2,8), atribuindo a área o cumprimento da função de conservação e o baixo cumprimento da função de uso público, permitindo que não ocorra conciliação, classificando-o como Baixa Equidade; o Parque Municipal Cajuru, obteve um IC de 4,7 pontos e um IUP de 5,1, fator que indica que as funções sejam cumpridas moderadamente e que ocorra conciliação entre elas; o Parque Municipal Passaúna, apresentou o melhor IC e IUP, respectivamente, 8,2 e 7,3 pontos, apresentando condições de conciliação entre as funções. De acordo com os resultados obtidos, a hipótese inicial foi refutada, principalmente frente ao estudo conduzido no Parque Municipal Nascentes do Belém, onde se verificou maior atenção para a manutenção dos aspectos naturais e a insuficiência de elementos para fins de uso público, ocorrendo exatamente o inverso das conjecturas levantadas; os estudos conduzidos nos Parques Cajuru e Passaúna, também corroboram os resultados. O sistema de monitoramento mostrou-se eficiente ao seu propósito, em apontar se o parque cumpre com as funções e se ocorre conciliação, segundo critérios pré-estabelecidos, além de apontar eventuais falhas na gestão e nortear áreas prioritárias ao manejo. / The Urban Parks are characterized as the main free area for leisure and recreation of population and the main form of upkeep of natural systems environmental urban. In order that those spaces can perform with their function the public administration should manage from form equitable the aspects naturals and recreation and lounge. The main objective this research was to evidence the potential inefficiency of conciliation between the functions of Public Use and Conservation in urban parks of ecological typology, located in river corridors. Was adopted as hypothesis that, equity dont happen due to landscape conception, what favor the public, use to install equipment and infrastructure intended to population in originally fragile areas, allowing the conservation become as secondary aspect. For this, developed a system of monitoring through qualified indicators and measured by scores, which aimed at identifying elements who can subsidize performance of the duties cited, segregating the indicators in two categories: i) Public Use (7 indicators) and ii) Conservation (7 indicators); for set the existence of conciliation, the indicators were synthesized in two numerical indices (Conservation Indice (CI) and Public Use Indice (PUI), staggered between 0 and 10) and subsequently crossed in a interaction matrix, which allows interfere 5 grade of conciliation: i) High Equity, ii ) Good Equity, iii)Moderate Equity, iv) Low Equity and v) Nonexistent Equity. With the aim to ensuring the replicability, the system was applied in 3 (three) parks in Curitiba (PR), with different characteristics of formation and landscape conception. The first analysis unit, the Municipal Park Nascentes do Belém show the best CI (9,6) and the PUI lowest (2,8) assigning area of compliance function of conservation and the low assigning of function of public use, allowing not occur reconciliation, classifying as Low Equity; the Municipal Park Cajuru, obtain a CI of 4,7 points and a PUI of 5,1, factor that indicates that functions are fulfilled moderately and that reconciliation occurs between them; the Municipal Park Passúna, submitted the best CI and PUI, respectively, 8,2 and 7,3 points, presenting conditions of equilibrium between the functions. According with the result obtained, the initial hypothesis are refuted, principally because of the study on Municipal Park Nascentes do Belem, which was found large attention for upkeep of natural aspects and the failure of elements for purposes of public use, occurring exactly the opposite of the conjecture raised; Studies conducted in the Park Cajuru and Passaúna, corroborates to the results. The monitoring system was efficient for its purpose, in point out that the park meets with the functions and occurs conciliation, according to previously established criteria, while pointing out possible flaws failures in management and priority areas to guide management.

A temática abordada na pesquisa trata dos problemas associados aos rios urbanos, onde a degradação ambiental ocasionada pelo desenvolvimento das cidades afeta a qualidade das águas e do espaço urbano. No Brasil, a maioria dos rios e arroios urbanos é utilizada como parte integrante da rede de coleta de esgoto sanitário e, por isso, são frequentemente canalizados. A situação se agrava nas áreas de ocupação espontânea a beira de mananciais e cursos d’água. Nesses locais a inexistência ou precariedade da infraestrutura de drenagem e saneamento básico colaboram para o aumento da frequência de inundações que causam danos ambientais e sociais a cidade. No entanto, a revitalização de rios urbanos é uma ação adotada a fim de reverter os impactos negativos gerados pelos usos indevidos dos corredores fluviais. O estudo tem como objetivo contribuir no entendimento de aspectos associados a gestão pública, infraestrutura, estrutura, uso e estética na revitalização de arroios em áreas de ocupação espontânea. A Microbacia do Arroio Riacho Doce, integrante da Bacia Hidrográfica do Arroio Dilúvio, em Porto Alegre, foi escolhida como área de estudo. A metodologia utilizada no trabalho, fundamentada na área de estudos de Ambiente-Comportamento, busca avaliar as atitudes e comportamentos diante das características físico-espaciais percebidas pelos habitantes da bacia. O uso de maquetes e simulações gráficas foi adotado a fim de facilitar o entendimento da população inquirida a respeito das avaliações propostas pela pesquisa. Os principais resultados obtidos revelam que embora os arroios da Vila Pinto apresentem uma situação grave de degradação ambiental associada a uma aparência negativa, os moradores desejam a revitalização dos corredores fluviais da Microbacia Riacho Doce. Indica-se, além da despoluição de seus arroios e a provisão de infraestrutura urbana de saneamento e drenagem: a provisão de usos de lazer diversificados em sua orla; a implantação de trilhas e ciclovias visando a priorização da circulação de pessoas e ciclistas em relação a circulação de veículos; a distribuição de vegetação na orla de forma que favoreça a criação de zonas de contato com a água, áreas sombreadas e ensolaradas, promovendo o uso sazonal e a estética da paisagem fluvial. / River environmental degradation related to water quality and urban area due to the uncontrolled city’s development is discussed in this work. In Brazil, most urban rivers and streams are piped due to the usage as a part of the sewage system. This scenario worsen when there is irregular occupations around water supply sources. Moreover, the absence of water and sewer drainage and services increases inundation numbers harming cities environmentally and socially. However, river revitalization is an action performed with the purpose to repair negative impacts of undue usage of river corridors. Thus, this study aimed to contribute in the knowledge of subjects related to public management, infrastructure, structure, usage, and aesthetics in stream revitalization of irregular occupation areas. It was chosen the Riacho Doce micro watershed as the studied area, part of Arroio Dilúvio watershed, at Porto Alegre. The methodology used in this work is based on the Environment-Behavior area of study, and it aimed to evaluate attitudes and behaviors of inhabitants from this micro watershed over physical-spatial characteristics. It was used models and draws simulations to facilitate the understanding for the enquired population around the proposed evaluations in this work. Results revealed that inhabitants desires the revitalization of river corridors even that streams from Vila Pinto has a severe environmental degradation linked to a negative appearance. Analysis of inhabitant’s environmental perception showed that stream remediation and infrastructure provision are recommended as well as other important actions. Thus, the supply of leisure spaces around the waterfront, construction of trails for pedestrians and bicycle riders apart from roads, build a contact zones with water in green area, construction of shadow areas with different degrees of sun incidence are some actions strongly recommended to promote seasonal usage and river landscape aesthetic in the studied region.

A temática abordada na pesquisa trata dos problemas associados aos rios urbanos, onde a degradação ambiental ocasionada pelo desenvolvimento das cidades afeta a qualidade das águas e do espaço urbano. No Brasil, a maioria dos rios e arroios urbanos é utilizada como parte integrante da rede de coleta de esgoto sanitário e, por isso, são frequentemente canalizados. A situação se agrava nas áreas de ocupação espontânea a beira de mananciais e cursos d’água. Nesses locais a inexistência ou precariedade da infraestrutura de drenagem e saneamento básico colaboram para o aumento da frequência de inundações que causam danos ambientais e sociais a cidade. No entanto, a revitalização de rios urbanos é uma ação adotada a fim de reverter os impactos negativos gerados pelos usos indevidos dos corredores fluviais. O estudo tem como objetivo contribuir no entendimento de aspectos associados a gestão pública, infraestrutura, estrutura, uso e estética na revitalização de arroios em áreas de ocupação espontânea. A Microbacia do Arroio Riacho Doce, integrante da Bacia Hidrográfica do Arroio Dilúvio, em Porto Alegre, foi escolhida como área de estudo. A metodologia utilizada no trabalho, fundamentada na área de estudos de Ambiente-Comportamento, busca avaliar as atitudes e comportamentos diante das características físico-espaciais percebidas pelos habitantes da bacia. O uso de maquetes e simulações gráficas foi adotado a fim de facilitar o entendimento da população inquirida a respeito das avaliações propostas pela pesquisa. Os principais resultados obtidos revelam que embora os arroios da Vila Pinto apresentem uma situação grave de degradação ambiental associada a uma aparência negativa, os moradores desejam a revitalização dos corredores fluviais da Microbacia Riacho Doce. Indica-se, além da despoluição de seus arroios e a provisão de infraestrutura urbana de saneamento e drenagem: a provisão de usos de lazer diversificados em sua orla; a implantação de trilhas e ciclovias visando a priorização da circulação de pessoas e ciclistas em relação a circulação de veículos; a distribuição de vegetação na orla de forma que favoreça a criação de zonas de contato com a água, áreas sombreadas e ensolaradas, promovendo o uso sazonal e a estética da paisagem fluvial. / River environmental degradation related to water quality and urban area due to the uncontrolled city’s development is discussed in this work. In Brazil, most urban rivers and streams are piped due to the usage as a part of the sewage system. This scenario worsen when there is irregular occupations around water supply sources. Moreover, the absence of water and sewer drainage and services increases inundation numbers harming cities environmentally and socially. However, river revitalization is an action performed with the purpose to repair negative impacts of undue usage of river corridors. Thus, this study aimed to contribute in the knowledge of subjects related to public management, infrastructure, structure, usage, and aesthetics in stream revitalization of irregular occupation areas. It was chosen the Riacho Doce micro watershed as the studied area, part of Arroio Dilúvio watershed, at Porto Alegre. The methodology used in this work is based on the Environment-Behavior area of study, and it aimed to evaluate attitudes and behaviors of inhabitants from this micro watershed over physical-spatial characteristics. It was used models and draws simulations to facilitate the understanding for the enquired population around the proposed evaluations in this work. Results revealed that inhabitants desires the revitalization of river corridors even that streams from Vila Pinto has a severe environmental degradation linked to a negative appearance. Analysis of inhabitant’s environmental perception showed that stream remediation and infrastructure provision are recommended as well as other important actions. Thus, the supply of leisure spaces around the waterfront, construction of trails for pedestrians and bicycle riders apart from roads, build a contact zones with water in green area, construction of shadow areas with different degrees of sun incidence are some actions strongly recommended to promote seasonal usage and river landscape aesthetic in the studied region.

A temática abordada na pesquisa trata dos problemas associados aos rios urbanos, onde a degradação ambiental ocasionada pelo desenvolvimento das cidades afeta a qualidade das águas e do espaço urbano. No Brasil, a maioria dos rios e arroios urbanos é utilizada como parte integrante da rede de coleta de esgoto sanitário e, por isso, são frequentemente canalizados. A situação se agrava nas áreas de ocupação espontânea a beira de mananciais e cursos d’água. Nesses locais a inexistência ou precariedade da infraestrutura de drenagem e saneamento básico colaboram para o aumento da frequência de inundações que causam danos ambientais e sociais a cidade. No entanto, a revitalização de rios urbanos é uma ação adotada a fim de reverter os impactos negativos gerados pelos usos indevidos dos corredores fluviais. O estudo tem como objetivo contribuir no entendimento de aspectos associados a gestão pública, infraestrutura, estrutura, uso e estética na revitalização de arroios em áreas de ocupação espontânea. A Microbacia do Arroio Riacho Doce, integrante da Bacia Hidrográfica do Arroio Dilúvio, em Porto Alegre, foi escolhida como área de estudo. A metodologia utilizada no trabalho, fundamentada na área de estudos de Ambiente-Comportamento, busca avaliar as atitudes e comportamentos diante das características físico-espaciais percebidas pelos habitantes da bacia. O uso de maquetes e simulações gráficas foi adotado a fim de facilitar o entendimento da população inquirida a respeito das avaliações propostas pela pesquisa. Os principais resultados obtidos revelam que embora os arroios da Vila Pinto apresentem uma situação grave de degradação ambiental associada a uma aparência negativa, os moradores desejam a revitalização dos corredores fluviais da Microbacia Riacho Doce. Indica-se, além da despoluição de seus arroios e a provisão de infraestrutura urbana de saneamento e drenagem: a provisão de usos de lazer diversificados em sua orla; a implantação de trilhas e ciclovias visando a priorização da circulação de pessoas e ciclistas em relação a circulação de veículos; a distribuição de vegetação na orla de forma que favoreça a criação de zonas de contato com a água, áreas sombreadas e ensolaradas, promovendo o uso sazonal e a estética da paisagem fluvial. / River environmental degradation related to water quality and urban area due to the uncontrolled city’s development is discussed in this work. In Brazil, most urban rivers and streams are piped due to the usage as a part of the sewage system. This scenario worsen when there is irregular occupations around water supply sources. Moreover, the absence of water and sewer drainage and services increases inundation numbers harming cities environmentally and socially. However, river revitalization is an action performed with the purpose to repair negative impacts of undue usage of river corridors. Thus, this study aimed to contribute in the knowledge of subjects related to public management, infrastructure, structure, usage, and aesthetics in stream revitalization of irregular occupation areas. It was chosen the Riacho Doce micro watershed as the studied area, part of Arroio Dilúvio watershed, at Porto Alegre. The methodology used in this work is based on the Environment-Behavior area of study, and it aimed to evaluate attitudes and behaviors of inhabitants from this micro watershed over physical-spatial characteristics. It was used models and draws simulations to facilitate the understanding for the enquired population around the proposed evaluations in this work. Results revealed that inhabitants desires the revitalization of river corridors even that streams from Vila Pinto has a severe environmental degradation linked to a negative appearance. Analysis of inhabitant’s environmental perception showed that stream remediation and infrastructure provision are recommended as well as other important actions. Thus, the supply of leisure spaces around the waterfront, construction of trails for pedestrians and bicycle riders apart from roads, build a contact zones with water in green area, construction of shadow areas with different degrees of sun incidence are some actions strongly recommended to promote seasonal usage and river landscape aesthetic in the studied region.