Orientador: Luiz Alberto Fernandes / Co-orientador: André Virmond Lima Bittencourt / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Terra. Curso de Pós-Graduaçaã em Geologia Ambiental - área Recursos Hídricos / Inclui bibliografia / Resumo: Este estudo procurou contribuir ao conhecimento sobre o assoreamento ocorrido no reservatório da barragem do rio Passaúna, situado nos municípios de Curitiba e Araucária, no compartimento geomorfológico denominado Primeiro Planalto Paranaense. O reservatório é utilizado para abastecimento público de água. Para avaliação do potencial erosivo foi gerado um mapa para a bacia hidrográfica com base em parâmetros de clima, geologia, geomorfologia, pedologia, uso e ocupação do solo, fatores que, sucessivamente integrados, possibilitaram discriminar as áreas em classes com diferentes potenciais erosivos. Neste estudo a área do reservatório foi objeto de investigações diretas e indiretas, com análise do material depositado no reservatório. Com base na coleta de testemunhos verticais observou-se a deposição de material no fundo do reservatório, ocorrida no período entre seu enchimento, em 09/1990, e a amostragem em 11/2002, variou de 0,66 à 3,04 cm/ano. Na área do entorno do reservatório foram mapeadas fontes de contribuição na produção de material sedimentar. Através do imageamento do fundo do reservatório verificou-se a ocorrência de assoreamento em vários pontos no antigo canal principal do rio Passaúna e na foz de tributários. As condições urbanísticas existentes no ano de 1991, comparadas ao ano de 2002, indicam que houve degeneração para situações mais críticas, evidenciadas pelo tipo de uso e ocupação e pela intensificação das áreas com ocupação urbana, e quanto às condições deficitárias de infra-estruturas de saneamento urbano, provocando mudanças no comportamento hídrico da região e transporte do material ao reservatório. Os resultados permitiram caracterizar o assoreamento e identificar principais áreas-fonte. Com isto podem ser indicadas medidas de mitigação, visando reduzir o processo erosivo da bacia hidrográfica e o assoreamento do reservatório. Além de indicar modos de monitoramento para a preservação do reservatório e da qualidade da água. / Abstract: This study offers a contribution to the knowledge on the occurred sedimentation in the reservoir of the Passaúna River that is placed in the cities of Curitiba and Araucária, in domain of the géomorphologie compartment called Paranaense First Plateaus. The reservoir is used for public water supplying. In the evaluation of the erosive potential a map for the hydrographic basin was generated on the basis of climate parameters, geology, géomorphologie, pédologie, use and occupation of the ground, factors that, successively integrated, it makes possible to discriminate the areas in classes with different erosive potentials. In this study the area of the reservoir was object of direct and indirect inquiries, with analysis of the material deposited in the reservoir. On the basis of the collection of vertical certifications observed its deposition of material in the deep end of the reservoir, occurred in the period between its wadding, in 09/1990, and the sampling in 11/2002, vaiying of 0,66 to 3,04 cm/year. In the around area of the reservoir sources of contribution in the material production had been mapped sedimentary. Through the image of the deep end of the reservoir it was verified occurrence of sedimentation in some points in the old main canal of the Passaúna River and in the estuary of tributaries. The existing urbanism conditions in the year of 1991, compared with the year of 2002, indicate that it had degeneration for more critical situations, evidenced for the type of use and occupation and for the intensification of the areas with urban occupation, and how much to the deficit infrastructure conditions of urban sanitation, which provokes changes in the hydric behavior of the region and transport of the material to the reservoir. The results had allowed to characterize the main sedimentation and to identify area-source. With this it can be indicated measured of attenuation, aiming at to reduce the erosive process of the hydrographic basin and the sedimentation of the reservoir. Besides, indicating ways to monitor for the preservation of the reservoir and the quality of the water.

Orientador: Daniel Marcos Bonotto / Banca: Ivo Karmann / Banca: Francisco Yukio Hiodo / Banca: Dejanira de Franceschi de Angelis / Banca: Edson Gomes de Oliveira / Resumo: Neste trabalho nove perfis de sedimentos foram amostrados em uma porção da Bacia do Rio Atibaia com o intuito de determinar as taxas de sedimentação utilizando o método geocronológico do 210Pb. Seis rios foram analisados: Ribeirão Itapetinga, Ribeirão dos Porcos, Ribeirão do Onofre, Rio Atibaia, Ribeirão Folha Larga e Córrego Caetetuba. Utilizou-se para isso a espectrometria alfa a fim de se determinar os teores de 210 Po e 210Pb em cada testemunho. O excesso de 210Pb presente nos sedimentos deu-se através da quantificação do 238U por meio da espectrometria gama. Houve ainda a separação de alíquotas destinadas às determinações dos principais óxidos por fluorescência de raios-X, de matéria orgânica e de radionuclídeos. De modo a avaliar qualquer eventual influência nos teores de 210Pb, amostras de água também foram coletadas a fim de se determinar alguns parâmetros característicos básicos. Boa correlação entre teor de matéria orgânica e perda ao fogo foi encontrada em quase todos os pontos de amostragem. A sílica foi o principal constituinte dos sedimentos e apresenta uma boa correlação inversa com a matéria orgânica: a diminuição em sílica implica em aumento na superfície específica dos sedimentos. Esta relação se confirma a partir das correlações significativas inversas obtidas entre a sílica e os vários constituintes analisados. Taxas de sedimentação foram obtidas no intervalo de 47,7 e 782,4 mg/cm2.ano (0,16 a 1,32 cm/ano), indicando que as menores taxas de sedimentação foram encontradas em regiões onde o relevo é mais acidentado e as maiores taxas foram obtidas em regiões topograficamente mais suaves. Isto ocorre porque em regiões topograficamente mais acidentadas, os sedimentos são preferencialmente transportados pela corrente aquosa ao invés de se depositarem / Abstract: Nine sediment profiles were sampled on a portion of Atibaia River basin, São Paulo State, Brazil, in order to determine sedimentation rates using 210Pb as geochronometer. Six water courses were studied: Itapetinga stream, Porcos stream, Onofre stream, Atibaia River, Folha Larga stream and Caetetuba creek. Aliquots were separated from sections of each core for determining the major oxides (by X-ray fluorescence), organic matter (by colorimetry) and radionuclides. Alpha spectrometry was used to determine the 210Po levels (= total 210Pb) in each segment, whereas the supported 210Pb was evaluated by the equivalent uranium (=226Ra) through gamma spectrometry. In order to better understand some aspects of the sampling sites that could influence on the 210Pb levels, it was also performed the collection of water samples. Significant correlation between organic matter and loss on ignition was found in almost all sampling points. Silica was the main constituent of the sediments and showed a significant inverse correlation with organic matter so that the silica decrease implied on an increase in the specific surface of the sediments. Such relationship was confirmed from the significant inverse correlations obtained among silica and the various constituents analyzed. The sedimentation rates ranged from 47.7 to 782.4 mg/cm2.year (0.16 to 1.32 cm/year); the lower values were found in regions where the terrain is steeper, whereas the higher ones in topographically smooth regions. This occurs because the sediments are preferentially transported in topographically steeper regions instead of being deposited / Doutor

Orientador: Nádia Regina do Nascimento / Banca: Rosely Pacheco / Banca: Célia Regina Montes / Banca: Guilherme Taitson Bueno / Banca: Alisson Diniz / Resumo: O trabalho trata da cronologia dos sedimentos e das matérias orgânicas que deram origem a uma topossequência de solos. A área de estudo compreende uma porção da Alta Bacia do Rio Preto, no município de São Gonçalo do Rio Preto, na região Centro-Norte de Minas Gerais. Nessa área foi estudada uma topossequência de solos que apresentou complexidade em relação aos seus materiais de origem. Devido a essa complexidade a topossequência de solos foi dividida em três compartimentos: I, II e III. O compartimento I composto por materiais autóctones na base e materiais alóctones sobre os precedentes; o compartimento II formado por materiais autóctones e o compartimento III formado por materiais alóctones, segundo a descrição morfológica. O objetivo do trabalho foi entender a complexidade de evolução da topossequência, sobretudo no que se refere à cronologia dos materiais de origem depositados no decorrer da evolução da encosta e quanto à paleoclimatologia. Os métodos de datação utilizados foram: radiocarbono (14C) e Luminescência Opticamente Estimulada (LOE). Para reconstrução do paleoambiente, foi utilizada a composição isotópica da matéria orgânica. Os solos foram utilizados para as análises, pois, devido à sua dinâmica, conseguem "gravar" e preservar alguns materiais possíveis de serem datados. Os resultados de composição isotópica mostraram que não houve mudança de vegetação na área, mas uma expansão da vegetação de campo de altitude sobre a floresta, provavelmente, ligado a um período de seca. A idade das matérias orgânicas permitiu concluir que foram depositadas em períodos diferentes e são de fontes diferentes. Os dados de Luminescência mostraram que parte da topossequência é originada a partir de materiais alóctones depositados em períodos diferentes que remetem ao Pleistoceno e Holoceno / Abstract: The thesis studies the chronology of sediments and organic materials that formed a toposequence of soils. The study area is located in the high basin of the Rio Preto, in the municipality of São Gonçalo do Rio Preto, in the North Central region of Minas Gerais. This area was studied a soil toposequence that showed complexity in their source material. Because this complexity the toposequence was divided into three compartments: I, II and III. The compartiment I is composed indigenous materials at the base and allochthonous materials about the precedents; the compartiment II indigenous materials and the compartiment III formed by alluvial materials, according to the morphological description. The objective of this study was to understand the complexity of the evolution of toposequence, in particular as regards the chronology of source materials deposited during the evolution of slope and Paleoclimatology. The dating methods used were: radiocarbon (14C) and Optically Stimulated Luminescence (OSL). Reconstruction of the paleoambiente, was used the isotopic composition of organic matter. The soils were used for the analyses, because, due to its dynamics, can "write" and preserve some materials can be dated. The results of isotopic composition showed that there was no change of vegetation in the area, but an expansion of the field of altitude vegetation on the forest probably connected to a dry periods. The age of organic materials made it possible to conclude that were deposited in different periods and are from different sources. The luminescence data showed that part of toposequence is originated from alluvial materials deposited in different periods which refer to the Pleistocene and Holocene / Doutor

Orientador: José Cândido Stevaux / Banca: Mario Luis Assine / Banca: Norberto Morales / Banca: Edvard Elias de Souza Filho / Banca: Mario Lincoln de Carlos Etchebehere / Resumo: O rio Ivinhema constitui um importante afluente da margem direita do rio Paraná e drena uma série de terraços, superfícies geomorfológicas e feições associadas, a despeito de as baixas declividades sugerirem, numa análise preliminar, um relevo monótono e homogêneo. A presente tese teve como propósito maior o estudo das feições do relevo na área do baixo curso do rio Ivinhema, buscando compreender a sua evolução, no contexto de suas estruturas, de suas morfologias e de seus depósitos sedimentares. Os estudos, realizados na escala 1:60.000, permitiram a identificação de terraços, planícies, leques aluviais e superfícies erosivas. O Terraço Alto (TRA) corresponde à superfície mais elevada e antiga da área de trabalho; o Terraço Médio (TRM), identificado pela grande quantidade de depressões e lagos, que emprestam uma característica peculiar a essa superfície, pois representam um nível rebaixado por processos tectoerosivos do Terraço Alto. O Terraço Baixo (TRB) apresenta uma série de paleocanais posicionados em até 10m de altura em relação ao canal atual do rio Ivinhema, denotando atividade tectônica holocênica. A Planície do Rio Ivinhema divide-se em alta (PRIa) e baixa (PRIb), e corresponde a uma superfície plana, cuja largura aumenta para montante; freqüentemente ela pode ser inundada pelas águas do rio Ivinhema, à exceção do trecho próximo ao Terraço Baixo que se encontra soerguido. A planície do rio Paraná representa igualmente uma área plana, freqüentemente inundada pelas águas do rio homônimo, e apresenta, em seu interior, paleoilhas, cuja coalescência teria sido responsável pela formação da referida planície. Os Leques Aluviais Alto (LEA) e Baixo (LEB) constituem cones de dejeção, cuja diferenciação é de caráter topográfico e temporal...(Resumo completo clicar acesso eletrônico abaixo) / The Ivinhema river is an important tributary on the right side bank of Paraná river and it drains a series of terraces, geomorphologic surfaces and associate features, although low declivities suggest, in a preliminary analysis, a monotonous and homogeneous relief. This thesis aimed mainly at studying relief features in the area of low Ivinhema river course, trying to understand their evolution, in the context of their structures, morphology and sedimentary deposits. Studies carried out on a 1:60,000 scale, permitted the identification of terraces, plains, alluvial fans and erosive surfaces. The High Terrace corresponds to the highest and oldest working area; the Medium Terrace, identified by the great number of depressions and lakes that give it a peculiar characteristic as it represents a level lowered by tecto-erosive processes from High Terrace. The Low Terrace presents a series of paleocanals situated up to 10m above the current canal of Ivinhema river, showing holocene tectonic activity. The Ivinhema River Plain is divided into high (PRIA) and low (PRIB), and it corresponds to a flat surface whose width increases towards the river source; and it may be frequently flooded by the Ivinhema river waters, except for the part close to low terrace, which is slightly raised. The Paraná River Plain equally represents a flat area, often flooded by the Paraná river, and it presents, in its interior, paleoisles, and its coalescence would have been responsible for the plain origin. The High Alluvial Fan (LEA) and Low Alluvial Fan (LEB) constitute rejection cones, which differ in their topographical and temporal character. The Abutted Surface of Low Terrace (SEB) comprises a lowered zone between the medium and low Terraces, whose limits, approximately rectilinear, suggest a structural control. The Dissected Surface of Ivinhema River (SDI) corresponds...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Correntes de densidade são fluxos gravitacionais gerados pela diferença de densidade entre dois fluidos. Correntes de turbidez fazem parte de uma sub-classificação das correntes de densidade, na qual o fluido mais denso tem, na sua composição, partículas em suspensão. Muitos trabalhos numéricos já estudaram a dinâmica das correntes de turbidez, mas, nenhum dos encontrados aplicou mudanças de relevo concomitantes com a simulação, causadas pela sedimentação das próprias partículas da corrente e nem alterou o relevo após a passagem de cada evento em um domínio tridimensional. O presente trabalho pretende analisar a alteração no relevo de fundo causada por uma corrente de turbidez. No código Incompact3d, as equações de Navier-Stokes, Continuidade e Transporte e Difusão são resolvidas em uma malha cartesiana tridimensional. A condição inicial adotada é a de Lock-Exchange. As simulações realizadas utilizaram Simulação Numérica Direta (DNS). O código utiliza um esquema compacto centrado de sexta ordem, em diferenças finitas, para o esquema espacial, e Adams-Bashfort de terceira ordem para o esquema temporal. A validação do código foi realizada comparando-se com trabalhos experimental e numéricos. A análise das diferentes proporções granulométricas mostrou que quanto maior é a quantidade de material grosso na condição inicial, maior será seu depósito para um dado tempo. Em consequência, mais relevante se torna a consideração da alteração do relevo de fundo. Além disso, quanto maior o fator de compactação do sedimento, maior será o erro de não considerar a atualização de fundo. Os resultados também apontaram que os erros médios ao não considerar a atualização do fundo são da ordem de 4% da massa de depósito em 20 tempos adimensionais, para os parâmetros utilizados. Ao se propagar uma corrente de turbidez sobre o depósito de outra, os erros se mostram menores. / Gravity currents are gravitational fluxes triggered by density di erence between two fluids. A sub-classification of those are turbidity currents, in which the denser fluid is composed by the lighter fluid plus suspended particles. Many papers had shown turbidity currents dynamics, although none of the papers found had applied changes in the simulated topography due to deposit during the own simulation, neither they had altered a 3D domain topography after each flux, applying the changes caused by the previous current. The present dissertation aims to analyse the turbidity current dynamics alteration caused by the influence of its own deposit, altering the topography during the very simulation. The analysis is conducted in a polidispersed turbidity current. The Incompact3d code solves Navier-Stokes, continuity and transport-di usion equation, in a tridimensional cartesian mesh. Lock-exchange was chosen to be the initial condition. Direct Numerical Simulations (DNS) are performed. Sixth order compact finite-di erence schemes are used on the spatial domain, while third order Adams-Bashfort is applied for the temporal evaluation. Comparisons with numerical and experimental papers were performed for code verification. Results showed the coarser the particles on the starting lock-exchange, the higher its deposit is, and the more the terrain will be altered. Nevertheless, the bigger the compacting factor, the bigger the error of not considering bathymetry alteration. Results also point that the average errors of not considering the update are in order of 4% on the mass deposit, after 20 dimensionless times, for the used parameters. When a current propagates over the deposit of a previous one, these errors are smaller.

Este trabalho trata da dinâmica de sistemas deposicionais eólicos costeiros, com ênfase na influência de variáveis climáticas, oceanográficas e fisiográficas sobre a evolução de campos de dunas. As variáveis controladoras da dinâmica dos sistemas eólicos costeiros incluem o regime de chuvas e ventos, a amplitude de maré, o aporte sedimentar costeiro e a fisiografia da costa. O entendimento da relação entre variáveis atuantes no sistema deposicional e os produtos sedimentares gerados é de extrema importância para a interpretação e descrição de depósitos sedimentares antigos. Além disto, o entendimento desta relação permitiria a elaboração de modelos de sistemas deposicionais com capacidade de inferência da dinâmica do sistema em termos dos seus produtos e vice-versa. Este estudo é organizado em seis capítulos. O capítulo um trata da exposição de conceitos, tais como complexidade, não-uniformidade e descontinuidade, que devem ser considerados ao se estudar sistemas deposicionais. Neste capítulo, destaca-se o controle dos processos sedimentares por variávies aleatórias. Isto sustenta o uso de abordagem probabílistica na descrição de sistemas deposicionais. O capítulo dois envolve uma breve síntese bibliográfica sobre sistemas deposicionais eólicos costeiros. O capítulo três contempla análises estatísticas de características morfométricas dos campos de dunas da costa brasileira medidas em imagens de satélite. Estas análises tiveram como objetivo a avaliação da relação entre características morfométricas dos campos de dunas e fatores climáticos, oceanográficos e fisiográficos. Tais análises revelaram que a ocorrência, o tamanho e a forma dos campos de dunas são controlados mais por fatores ligados à fisiografia da costa e ao aporte sedimentar costeiro do que por fatores climáticos (regime de ventos e chuva). O capítulo quatro envolve a simulação númerica de um modelo conceitual de sistema eólico costeiro. Experimentos de simulação permitiram avaliar a influência do aporte sedimentar costeiro, da amplitude de maré e do regime de ventos e chuvas sobre o desenvolvimento de campos de dunas e a migração da linha de costa. Os experimentos realizados evidenciaram que a sedimentação eólica e a migração da linha de costa são mais sensíveis ao aporte sedimentar costeiro do que às demais variáveis envolvidas no modelo. Isto encontra correspondência com os resultados das análises morfométricas do capítulo três. A evolução de campos de dunas costeiros pode ser influenciada pela dinâmica de migração da linha de costa. Linha de costa estável ou transgressiva favoreceria o desenvolvimento de campos de dunas enquanto que linha de costa regressiva provocaria diluição do aporte sedimentar eólico, o que seria desfavorável à manutenção e crescimento de campos de dunas. Sob certas condições, a intensificação da freqüência de ocorrência de chuvas pode estabilizar a linha de costa e facilitar o desenvolvimento de campos de dunas. Este resultado, de certo modo paradoxal, demonstra que o clima pode afetar de modo indireto a sedimentação eólica costeira. Assim, a relação entre clima e formação de dunas pode ser complexa. A influência da migração da linha de costa sobre a sedimentação eólica permite ainda analisar o desenvolvimento dos campos de dunas em termos de variações do nível relativo do mar. Nos capítulos cinco e seis são apresentados exemplos de análises de depósitos eólicos sob a óptica dos conceitos derivados dos capítulos anteriores. O capítulo 5 apresenta a análise do significado genético das sucessões de fácies eólicas das unidades Pirambóia, Botucatu, Serra Geral e Cauiá. O capítulo 6 apresenta o modo como modelos de sistemas deposicionais eólicos podem ser utilizados na caracterização das heterogeneidades de reservatórios eólicos de hidrocarbonetos. Independente dos resultados alcançados, esta tese procurou demonstrar que para uma melhor compreensão do registro sedimentar é necessário o estudo do funcionamento dos sistemas deposicionais. O entendimento da dinâmica de sistemas deposicionais permite modos mais 2 precisos e dedutivos de descrição e interpretação dos depósitos sedimentares. Algumas conclusões, tais como a influência indireta do clima sobre a sedimentação eólica (através da migração da linha de costa), destoam do senso comum, cujo conhecimento advém de observações de curto intervalo de tempo em sistemas deposicionais ativos. Neste contexto, a simulação coloca-se como ótima ferramenta para o estudo de sistemas deposicionais, pois permite análises que contemplam o longo intervalo de tempo envolvido na evolução dos sistemas deposicionais. / This study deals with the relation between coastal eolian system dynamics and variables acting on the coastal zone. These variables include rain and wind regime, tidal range, coastal physiography and sedimentary supply. The knowledge of the relation between variables responsible for eolian system dynamics and their products is of large importance for the interpretation and description of ancient eolian sediments. Furthermore, the understanding of coastal eolian system dynamics would allow the construction of depositional system models with general and deductive character. This work is divided in six chapters. Chapter one shows the concepts of complexity, non-uniformity and discontinuity which may be considered in the study of depositional systems. The main point of this chapter is the random behavior of sedimentary processes which supports a probabilistic model for depositional systems. Chapter two presents a brief revision of eolian depositional systems. Chapter three comprises statistical analyzes of geographic distribution and morphometric properties of Quaternary dunefields of the Brazilian coast. These analyzes were based on satellite images data and the main objective was to verify the influence of tidal range, coastal phisiography, wind and rain regime and coastal sedimentary supply on the development and morphology of dunefields. An important conclusion is that the development, size and morphology of dunefields are more associated with coastal phisiography and sedimentary supply than with climatic factors. Chapter four presents the simulation of a conceptual coastal eolian system model. Simulations allow to analyze the eolian system dynamics with a more analytical approach. The simulations showed that dunefield growth and coastline migration are more sensitive to coastal sedimentary supply than to other variables, like wind velocity and frequency of rain occurrence. This is in agreement with conclusions derived from analyzes of morphometric properties and geographic distribution of dunefields (chapter three). The coastline behavior may be very important to dunefield evolution. Stable or transgressive coastline favor the sand supply to the dunefield while regressive coastline dilutes the eolian sand supply. Therefore, dunefield maintenance and growth are favored by transgressive or stable coastline. The increasing of rain frequency can induce coastline stability under some conditions. Thus, there is a complex relation between climate and coastal eolian sedimentation. Chapters five and six present examples of how the concepts about dunefields dynamics, derived from chapters three and four, can be used to interpret ancient eolian deposits and to understanding the heterogeneities of eolian hydrocarbon reservoirs. This work attempts to demonstrate that for better comprehension of the sedimentary record it is necessary to study how depositional systems behave. The understanding of depositional system dynamics permits a more deductive description and interpretation of the sedimentary record. The relation between climate and coastal dunefield growth disagree with conclusions from common sense whose knowledge is provided by short time observations of active depositional systems. In this context, simulation is a powerful tool to study depositional systems since it allows to analyze depositional systems behavior in their real and long time span.

A qualidade ambiental de um corpo d\'água é resultado da situação de sua bacia de drenagem, de modo que as transformações que ocorrem no solo do entorno provocam mudanças significativas no ambiente aquático. Por isto, cada vez mais se trabalha com conceito de manejo integrado dos ambientes. Desta forma, o conhecimento dos processos de geração, transporte e deposição de sedimentos, por serem fontes de sólidos, nutrientes e contaminantes ao corpo d\'água, é de vital importância para a conservação, desenvolvimento e manejo integrado dos recursos hídricos. Neste sentido, essa dissertação apresenta um estudo a respeito da exportação e deposição de sólidos e nutrientes na sub-bacia do Ribeirão das Cruzes, no município de Santo Antônio do Aracanguá, SP, na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Baixo Tietê (UGRHI - 19). Esse corpo d\'água foi subdividido em compartimentos e analisado por transectos, ou seja, eixos transversais ao fluxo, sendo que experimentos envolvendo instalação de câmaras de sedimentação, coleta de sedimentos de fundo e medições de vazão foram conduzidos em dois períodos hidrológicos distintos: um em janeiro, durante a estação chuvosa, e outro em agosto, durante a estação seca. A taxa máxima de deposição de sólidos suspensos foi de 62,40 g/m² dia durante a Estação Chuvosa, e de 37,29 g/m² dia, durante a Estação seca. Ainda, a taxa média de deposição de nitrogênio total Kjeldahl foi de 0,53 e 2,02 g/m² dia e a de fósforo total foi de 139,67 e 103,89 mg/m² dia, durante as Estações Chuvosa e Seca, respectivamente. Quanto às taxas de exportação, para sólidos suspensos foram observadas médias de 2328,44 e 725,96 ton/dia, de nitrogênio total Kjeldahl foram de 121,41 e 299,84 ton/dia e para fósforo total foram de 14,86 e 10,05 ton/dia, durante as Estações Chuvosa e Seca, respectivamente. Os resultados obtidos, comparados a outros estudos em ambientes similares, revelam altas taxas de deposição e exportação de sólidos e nutrientes, demonstrando, desta forma, a incidência dos processos de eutrofização e assoreamento do recurso hídrico, bem como a expressão dos impactos provenientes do uso e ocupação do solo do entorno, capaz de influenciar na qualidade da água do ambiente. / The environmental quality of waterbody is the result of the situation of its drainage basin, so that the transformations that occur on the soils surrounding cause significant changes in the aquatic environment. Therefore, each time more has been increasing the works with the concept of integrated management of environments. Thus, the knowledge about the processes of generation, transport and deposition of sediments, because they are sources of solids, nutrients and contaminants to waterbody, is extremely important for the conservation, development and integrated management of water resources. In this way, this dissertation presents a study concerning the deposition and export of solids and nutrients in the Ribeirão das Cruzes sub-basin, in Santo Antônio do Aracanguá city, SP, in Baixo Tietê Water Resources Management Unit (WRMU - 19). This waterbody was divided into compartments and analyzed by transects, which are transverse axes to the flow, and experiments involving installation of sedimentation traps, collect of bottom sediments and flow measurements were carried out in two distinct hydrological periods: one in January during the rainy season, and another in August, during the dry season. The maximum suspended solids deposition rate were 62.40 g/m² day during the rainy season, and 37.29 g/m² day during the dry season. So, the average rate of nitrogen deposition were 0.53 and 2.02 g/m² day, and the rate of phosphorus were 139.67 and 103.89 mg/m² day, during the rainy and dry seasons, respectively. As for exportation rates, the average rates found of suspended solids were 725.96 and 2328.44 ton/day, the rates of nitrogen were 121.41 and 299.84 ton/day, the rates of phosphorus were 14.86 and 10.05 ton/day, during the rainy and dry seasons, respectively. The results obtained, when compared to other studies in similar environments, show high rates of solids and nutrients deposition and export, demonstrating, this way, the incidence of eutrophication processes and siltation of the water resources, as well as the expression of impacts from the landuse, able to influence the water quality.

No modelo energético adotado pelo Brasil a água foi considerada a principal fonte de geração de energia e a primeira intervenção direta do governo federal na produção de eletricidade aconteceu em 1945, quando foi criada a Companhia Hidrelétrica do São Francisco (CHESF), com a tarefa principal de construir e operar a Usina de Paulo Afonso I- inaugurada em 1955, cuja potência instalada representava quase o dobro da capacidade total de geração na região. Após este período, diversos reservatórios foram construídos no país e, dentre estes, sete foram implantados no rio São Francisco, abrangendo os estados de Minas Gerais, Bahia, Sergipe, Alagoas e Pernambuco. Em geral, a construção de reservatórios causa diversas alterações na bacia hidrográfica, uma vez que as atividades desenvolvidas antes, durante e após a construção das barragens determinam modificações sociais, econômicas e ambientais. Além disso, conforme o uso do reservatório, sua operação influencia a reciclagem e acúmulo de nutrientes, o crescimento do fitoplâncton, o desenvolvimento de macrófitas aquáticas, o depósito de materiais em suspensão e o seu estado trófico, entre outros efeitos a curto, médio e longo prazo. Para avaliar a situação atual dos reservatórios em cascata do sub-médio São Francisco (Itaparica, Moxotó, Complexo Paulo Afonso I-II-III e Paulo Afonso IV), coletas foram efetuadas em 23 estações de amostragem, entre 1999 e 2000, procurando-se determinar o aporte e sedimentação de material em suspensão, as variações na qualidade da água e o reconhecimento das áreas de maior impacto para os sistemas. Para tanto, amostras de água (variáveis físicas, químicas e biológicas), material sedimentável (utilizando-se câmaras de sedimentação), imagens de satélite, dados climatológicos e de funcionamento dos reservatórios (vazão e tempo de residência) foram obtidos, procurando-se realizar uma análise espacial (longitudinal e vertical) e temporal ) (ciclo anual). Os resultados obtidos demonstram uma influência sazonal(efeitos diretos e indiretos da precipitação) nas variáveis ambientais analisadas, com maior aporte e deposição de materiais em suspensão na porção superior do reservatório de Itaparica e a formação de um gradiente longitudinal no sentido rio-barragem, com posterior decréscimo nos demais sistemas, o que também foi verificado para as concentrações de material em suspensão. As diferenças entre os valores das variáveis físicas e químicas obtidas em alguns tributários caracterizam o uso diferenciado nas margens dos reservatórios (áreas de caatinga degradada, irrigação e adensamento populacional, por exemplo), destacando-se dentro do sistema, a porção superior do rio Moxotó. Contudo, a partir das variáveis analisadas, verifica-se que os ambientes ainda estão preservados, apresentando características oligotróficas no período seco e oligo-mesotróficas no período de chuvas. A inclusão de dados espectrais permitiu a obtenção de um modelo de distribuição do material em suspensão nos reservatórios, durante o período de chuvas, onde altas correlações foram verificadas com a banda 3 e 4 do satélite Landsat 5(r = 0,84 e r = 0,88, respectivamente), abrindo uma perspectiva de estudos para que monitoramento desta variável possa ser feito a partir da aquisição de outras imagens de satélite, principalmente, em virtude do lançamento de novas plataformas, com melhores resoluções espaciais e espectrais. / Water has long been considered the main source of electricity generation in Brazil, and the first direct participation of the federal government in power generation occurred in 1945, when the São Francisco Hydroelectric Company (CHESF) was established. Its major task was to build and run the Paulo Afonso Power Plant I, which came into operation in 1955 with an installed capacity nearly twice the then total generating capacity of the region. Afterwards, several reservoirs were constructed throughout the country, seven of which along the São Francisco river on the states of Minas Gerais, Bahia, Sergipe, Alagoas and Pernambuco. The construction of reservoirs generally brings about a great deal of alteration to the river basin. After all, social, economic and environmental changes result from the activities carried out before, during, and after construction of the dams. In addition to other short-, mid-, and long-term effects, reservoir purpose and operation influence the recycling and retention of nutrients, the growth of phytoplankton, the development of aquatic macrophytes, the settling of particulate matter, and the trophic state of the reservoir itself. In order to assess the current situation of the cascading reservoirs along the lower mid-section of the São Francisco (Itaparica, Moxotó, Paulo Afonso system I-II-III, and Paulo Afonso IV), water was sampled in 23 stations throughout 1999 and 2000 to determine the input and the sedimentation of particulate matter, the changes in water quality, and the areas of greatest impact. To carry out a spatial (horizontal and vertical) and time-based (annual cycle) analysis, water samples (physical, chemical, and biological variables), particulate material (making use of sediment traps), satellite images, climatic data, and reservoir operational information (withdrawal and water residence time) were obtained. The results show seasonal influences (direct and indirect effects of rainfall) on the environmental variables, with greater input and settling of particulate matter on the upper portion of the Itaparica reservoir and the formation of a longitudinal gradient from river to dam. There was a decrease in these variables and in the concentration of particulate matter further downstream. The different results between the physical and chemical variables in some tributaries stem from the contrasting use of the soil along reservoir banks (e.g., degradation of the brushwood, irrigation and urban concentration), especially in the upstream portion of the Moxotó river. However, based on the assessed variables, it can be attested that the environmental settings are well preserved, exhibiting oligotrophic and oligo-mesotrophic characteristics in the dry and rainy seasons, respectively. The use of spectral data made it possible the design of a distribution pattern of the suspended sediment in the reservoir during the rainy season. Significant correlations were seen with bands 3 and 4 of the Landsat satellite (r = 0.84 and r = 0,88, respectively), enabling this variable to be monitored with the acquisition of others images from sattelites with better espectral and espacials resolution.

Este trabalho apresenta o estudo desenvolvido no Reservatório de Salto Grande (Americana, São Paulo) durante o período de agosto de 1996 a julho de 1997, para avaliar a taxa de sedimentação de material em suspensão alóctone que entra no reservatório pelo rio Atibaia (principal afluente) e pela área de entorno, bem como seus efeitos sobre as características físicas, químicas e biológicas do sistema e sua relação com o uso e ocupação da bacia hidrográfica, climatologia e mecanismos operacionais da barragem. Para tanto, foram selecionadas cinco estações de coleta considerando-se a morfometria do reservatório, nas quais foram colocadas, mensalmente, câmaras de sedimentação na proporção comprimento/diâmetro 3:1, a 30 e 70% da profundidade local, durante um período de 24 horas. Paralelamente à incubação, foram efetuadas medidas iniciais da temperatura, pH, condutividade, oxigênio dissolvido, penetração de luz, material em suspensão e nutrientes (nitrogênio e fósforo total), sendo que do material sedimentado foram quantificados os nutrientes totais e dissolvidos, material em suspensão (total, inorgânico e orgânico), clorofila a e feofitina. Os dados obtidos demonstram um gradiente de deposição de material em suspensão no sentido do rio Atibaia (Estação 1) para a barragem (Estação 5), com valores mais elevados no período chuvoso (taxa de sedimentação de 90,0 mg.cm -2 .dia -1 e 2,23 mg.cm -2 .dia -1 nas estações 1 e 5, respectivamente) em relação ao período seco (taxa de sedimentação de 6,0 mg.cm -2 .dia -1 e 1,0 mg.cm -2 .dia -1 nas estações 1 e 5, respectivamente). A maior contribuição do material em suspensão corresponde à fração inorgânica (entre 60 e 90%) em todas as estações no período chuvoso, sendo que no período seco a fração orgânica torna-se mais expressiva nas estações 3, 4 e 5 (aproximadamente 50%). A deposição de nitrogênio e fósforo total apresenta um comportamento semelhante ao do material em suspensão, com valores máximos nas câmaras de sedimentação incubadas a 70%. As taxas de sedimentação de nitrogênio variaram entre 0,1 a 1,0 mg N.cm -2 .dia -1 (estação 1, em julho e dezembro de 1996, respectivamente) e as de fósforo entre 4,0 e 50,0 µg P.cm -2 .dia -1 (estação 1, em julho e dezembro de 1996, respectivamente). Para as outras variáveis analisadas, também verificou-se as diferenças espacial (gradiente horizontal) e temporal, as quais foram mais acentuadas entre os períodos seco e chuvoso. Considerando-se os fatores que influenciam o processo de sedimentação, os principais foram a precipitação, a vazão, o tempo de residência da água e as atividades desenvolvidas na área de entorno do reservatório, com períodos diferenciados nas culturas existentes (principalmente a da cana-de-açúcar). Em relação as fontes de entrada de material alóctone, verifica-se que o rio Atibaia é o principal contribuinte, sendo que 90% desse material é depositado preferencialmente nas estações 1 e 2, formando um delta na entrada do reservatório. Os dados obtidos para taxa de sedimentação de material em suspensão e nutrientes (como fósforo e nitrogênio total), em comparação a outros sistemas, são considerados elevados, demonstrando o elevado processo de eutrofização, a perda dos usos múltiplos e a diminuição da vida útil do reservatório, bem como os impactos gerados pelas atividades antropogênicas desenvolvidas na bacia hidrográfica, influenciando a qualidade de água do sistema. / The present work shows the study developed in Salto Grande Reservoir (Americana-SP), from August 1996 to July 1997, to determine the sedimentation rate of allocthonous material, inputted in the reservoir by its main tributary (Atibaia river) and by the watershed, relationed with the physical, chemical and biological characteristics of the system and its relationship with the landuse, climatology and operational mechanisms of the dam. Five samplig stations were selected considering the reservoir morfometry, where sedimentation traps (aspect ratio 3:1) were incubeded monthly, at 30 e 70% of the local depht, during 24 hours. At the moment of incubation, water temperature, pH, conductivity, dissolved oxigen, light penetration, suspended matter and nutrients (total phosphorus and nitrogen) were measured. In the settled material, dissolved and total nutrients, suspended matter (total, inorganic and organic), chlorophyll a and phaeopigments were determined. The data shows a deposition gradient of the suspended matter from Atibaia river (sampling station 1) toward to the dam (sampling station 5), with higher values in rainy season (90,0 mg.cm -2 .day -1 and 2,23 mg.cm -2 .day -1 at station 1 and 5 respectively) compared with dry season (6,0 mg.cm -2 .day -1 and 1,0 mg.cm -2 .day -1 at station 1 and 5, respectively). The major contribution of the suspended matter is given by the inorganic component (60 to 90%) at all stations in the rainy season, however, in dry season the organic component became more expressive at stations 3, 4 and 5 (about 50%). The settling flux of total nitrogen and total phosphorus shows the same pattern of the suspended matter, with maximun values in the traps incubeded at 70%. The sedimentation rate for total nitrogen varied from 0,1 mg.cm -2 .day -1 to 1,0 mg.cm -2 .day -1 (sampling station 1, in July and December 1996, respectively) and for total phosphorus from 4 µg.cm -2 .day -1 to 50,0 µg.cm -2 .day -1 (sampling station 1, in July and December 1996, respectively). The main factors that influence the sedimentation process are precipitation, inflow, residence time of water and the different land use around the reservoir, mainly the sugar cane culture. Regarding to allochtonous material sources inputted in the reservoir, was observed that the principal contribution is from Atibaia river, settling about 90% of the suspended matter between station 1 and 2, where there is the formation of a delta. Sedimentation rate data for suspended matter and nutrients (total phosphorus and nitrogen), are considered very high when comparing with other systems, showing a increase on eutrofication process, lost of multiple uses and the siltation of the reservoir’s entry.

O presente trabalho teve por objetivos a aplicação do modelo SWAT (Soil and Water Assessment Tool) na simulação da produção de sedimentos e do volume de escoamento superficial na microbacia hidrográfica do Ribeirão do Marins, localizada em Piracicaba, SP, e a simulação de cenários alternativos de uso do solo para exemplificar o modelo e verificar as possibilidades de cobertura do solo. Para alimentação do modelo são necessários dados espacializados, os quais foram manipulados com o auxílio do Sistema de Informações Geográficas (SIG). A interface SWAT–SIG extrai os dados para caracterizar cada sub-bacia dos Planos de Informações (PI’s): Modelo Numérico do Terreno (MNT), solo e uso do solo, e do banco de dados do modelo. Os resultados obtidos foram comparados aos dados observados no posto hidrossedimentométrico localizado na microbacia, e submetidos a análise estatística para verificação da eficiência da simulação. Os cenários alternativos gerados foram divididos em dois grupos. No primeiro, foram criados seis cenários de acordo com o tipo de solo encontrado na microbacia: litólico e podzólico. Esse critério foi adotado com o objetivo de observar a produção de sedimentos e volume de escoamento superficial em cada tipo de solo combinados com os três usos encontrados na microbacia, com a finalidade de observar as respostas de cada solo, e possivelmente indicar uma melhor combinação solo/uso. No segundo, foram gerados sete cenários de uso do solo de acordo com a suscetibilidade do solo à erosão. Esse grupo foi criado com o objetivo de avaliar o comportamento da produção de sedimentos e do volume de escoamento superficial, nas áreas mais suscetíveis à erosão. As simulações dos cenários alternativos foram comparadas com os resultados encontrados no cenário atual. A utilização da interface SWAT-SIG permitiu avaliar os dados simulados em relação aos dados coletados no posto hidrossedimentométrico, os resultados obtidos foram satisfatórios, pois os dados simulados acompanharam os dados observados. Permitiu também, gerar cenários alternativos para verificar os efeitos da cobertura do solo na produção de sedimentos e no volume de escoamento superficial na microbacia. Comparando as simulações dos cenários alternativos, foi possível observar que quando no uso do solo predominava o cultivo da cana-de-açúcar, a produção de sedimentos e o volume de escoamento superficial aumentaram consideravelmente em relação ao cenário atual. No entanto, quando a vegetação nativa predominava, ocorria um decréscimo. Com base nas simulações de cenários é possível concluir que a MHRM é muito suscetível aos processos erosivos. Os resultados obtidos ressaltaram a necessidade de reconhecer nas bacias hidrográficas as áreas sensíveis aos processos erosivos, onde são necessárias práticas de controle da erosão ou mudanças na cobertura do solo, e não somente a proteção aos corpos d’água através da implantação da mata ciliar. Também é possível concluir que no contexto deste trabalho, o modelo não possui sensibilidade de reconhecer pequenas áreas em meio de áreas maiores. / The present work had as objectives to apply the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model in the simulation of sediment production and runoff volume in the Ribeirão do Marins watershed, located in Piracicaba, SP, and to simulate alternative sceneries of soil use to exemplify the model and to study the possibilities of soil covering. To feed the model, it is necessary specialized data, which were manipulated with the aid of GIS’s (Geographical Information System). The SWAT-GIS interface extracts the data to characterize each sub-basin with Information Plans (IP's): Digital Elevation Model (DEM’s), soil and soil use, and from the model database. The results were compared to the data observed at the gauge station located in the watershed, and submitted to statistical analysis for validation of the simulation efficiency. The generated alternative sceneries were divided in two groups. In the first one, six sceneries were created in conformity with the soil type found in the watershed: litholic and podzolic. This criterion was adopted with the objective of observing the sediment production and the runoff volume in each soil type combined with the three soil usages found in the watershed with the purpose of observing each soil response, and the prospect to indicate a better soil/management combination. In the second one, seven sceneries of soil exploitation were generated in conformity with the susceptibility of the soil to erosion. This group was created with the objective to evaluate the behavior of sediment production and runoff volume in the areas most susceptible to erosion. The simulations of the alternative sceneries were compared with the results found in the current scenery. The use of the interface SWAT-SIG allowed to evaluate the simulated data in relation to the data collected in the gauge station, the obtained results were satisfactory, because the simulated data accompanied the observed data. Also allowed, to generate alternative sceneries to verify the effects of the covering of the soil in the production of sediments and in the volume of superficial drainage in the watershed. Comparing the simulations of the alternative sceneries, it was possible to observe that where sugarcane cultivation prevailed as major soil use, sediment production and runoff volume increased considerably in relation to the current scenery. However, when the native vegetation prevailed, there was a decrease in these factors. Based on the simulations of sceneries, it is possible to conclude that WRM is very susceptible to erosive processes. These results emphasized the need to recognize in watershed the sensitive areas to erosive processes, where it is necessary erosion control practices or changes in soil covering besides protecting bodies of water through the implantation of riparian forest. It is also possible to conclude that in the context of this work, model shows no sensibility to recognize small areas within larger ones.