O presente trabalho avalia a adsorção de metais em sedimento do reservatório da Usina Hidrelétrica de Furnas – MG (Pontalete MG – junção dos Rios Sapucaí e Verde). Foram estudados dois metais; um considerado tóxico para o ambiente aquático, como o cádmio, e outro, considerado essencial para o ecossistema, o ferro. Para a determinação de cádmio, empregou-se um sistema de análise em fluxo com filtração “on-line” e detecção por espectrometria de absorção atômica com thermo spray (TS-FF-AAS). A técnica analítica empregada para a determinação de ferro foi espectrometria de absorção atômica em chama (FAAS) também com acoplamento FIA para filtração das amostras. Essas técnicas apresentaram boa sensibilidade, rapidez e desempenho satisfatório. Nos estudos de isotermas foram observados, para ambos os elementos, ferro e cádmio, que o modelo de Langmuir melhor descreve o processo de adsorção, indicando adsorção em monocamada. Nos estudos cinéticos foram observados que os modelos pseudoprimeira e segunda ordem melhor descrevem a cinética da reação para o metal ferro e cádmio, respectivamente, em que a quantidade de íons de ferro adsorvidos por unidade de massa (Qe), obtida experimentalmente, foi de 9,5432 mg g-1, próximo ao Qe teórico de 9,8355 mg g-1. Para o metal cádmio foram obtidos valores de Qe experimental de 0,3052 mg g-1, também próximo ao Qe teórico de 0,3123mg g-1. Conclui-se que em casos de introdução e ou carência desses elementos no ambiente lacustre, o sedimento pode atuar como um regulador da concentração (biodisponibilidade) dos metais na coluna de água, devido ao equilíbrio de adsorção/dessorção na interface água/sedimento. / In this work, the adsorption of metals in the bottom sediment of "Furnas Hydroelectric Plant – MG (Pontalete-MG – Arm in junction of Sapucaí and Verde rivers)" reservoir was investigated. A toxic metal, cadmium and other essential, iron were studied. A Flow Injection System, with on line filtration and thermo spray flame furnace atomic absorption spectrometry (TS-FF-AAS) detection, to determine cadmium was developed. Iron was determined by the FIA same system, nevertheless by flame atomic absorption spectrometry (FAAS) detector. Both developed methods showed satisfactory sensibility and feasibility. On the isotherm studies was observed that for the both elements, iron and cadmium, the Langmuir model is the one that best describes the adsorption process, indicating that the adsorption occurs in a monolayer. In kinetic studies it was observed that the pseudo-first and pseudo-second order models best describe the reaction kinects for the metal iron and cadmium, respectively, where the amount of adsorbed iron ions per unit mass (Qe) obtained experimentally was 9.5432 mg g-1 close the Qe theoretical of 9.8355 mg g-1. For cadmium the experimental obtained values were (Qe) 0.3052 mg g-1, also close to the theoretical Qe 0.3123 mg g-1. It is concluded that, in case of need or addition of these elements in the lacustrine environment, the sediment may act as a regulator of metal concentration (bioavailability) in water column, due to the equilibrium adsorption / desorption in water / sediment interface

Este trabalho apresenta a aplicação de diferentes técnicas de modelagem para a compreensão dos fenômenos erosivos e de transporte de sedimentos para a bacia do Rio Claro, localizada no litoral norte paulista com grande parte de seu território na Serra do Mar. O objetivo principal do trabalho é testar o módulo de sedimentos do DHSVM (Distributed Hydrology Soil Vegetation Model) (DOTEN e LETTENMAIER, 2004), realizando uma aplicação para a bacia do Rio Claro e também testes de sensibilidade da resposta do modelo. Complementando o estudo hidrossedimentológico da bacia, fez-se uma aplicação da Equação Universal de Perda de Solos e diversos parâmetros morfométricos da bacia foram calculados com o auxílio de ferramentas de geoprocessamento. A relação dos parâmetros morfométricos com processos hidrossedimentológicos também é apresentada no trabalho.

Os contaminantes lançados no ambiente decorrente das atividades humanas podem se movimentar de um compartimento ambiental para o outro e assim chegar nos corpos hídricos, onde se associam rapidamente ao material particulado e incorporam-se aos sedimentos. Desta forma, a relação água com o sedimento faz deste compartimento um dos principais alvos de preocupação e análise, dada sua importância na ciclagem de matéria e na biodisponibilidade de diversos compostos químicos para o ambiente aquático. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento geoquímico dos elementos Al, Fe, Cr, Cu, Zn, Mn, e P em sedimento superficial do reservatório Guarapiranga por meio da técnica de extração sequencial constituída de quatro etapas, seguido pela detecção em espectrometria de emissão ótica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES). Foram coletadas amostras de sedimento superficial em 14 (quatorze) estações estrategicamente escolhidas, de modo a conhecer a heterogeneidade do sistema e determinar a mobilidade de elementos-traço persistentes e sua distribuição espacial no compartimento sedimentar da represa. As amostras passaram por processo de secagem e foi separada a fração silte/argila. A extração sequencial foi realizada em quatro etapas, a fração 1 ácido solúvel ligada a carbonatos, a fração 2 redutível a óxidos de ferro e manganês, a fração 3 oxidável ligada a matéria orgânica e a fração 4 residual. Todo o processo foi feito em triplicata e as concentrações dos elementos foram determinadas no ICP-OES. Com base nos resultados obtidos da extração sequencial, foi possível avaliar a distribuição dos elementos nas quatro frações geoquímicas distintas bem como o fator de mobilidade individual e total desses elementos no reservatório. A soma das três primeiras frações compõe a fração considerada biodisponível enquanto que a diferença do total extraído representou a fração residual. A partir dos resultados obtidos infere-se que o reservatório do Guarapiranga apresenta dois compartimentos distintos, um mais degradado que vai do ponto GU-05 ao GU-14 que sofre os impactos da ocupação do seu entorno e um mais preservado que vai do ponto GU-01 a GU-04, com pouca influência de ocupação urbana no seu entorno. O grau de mobilidade global segue uma tendência de montante à jusante do reservatório, próxima a barragem. / The contaminants produced by human activities released in the environment may move from one environmental compartment to another and reach the water bodies, where they rapidly associate to particulate matter and are incorporated to the sediments. Thus, the relationship between water and sediment makes this compartment on of the main targets for concern and analysis, given its importance in cycling matter and in bioavailability of various chemical compounds to the water environment. The objective of this work was to study the geochemical behaviour of the elements Al, Fe, Cr, Cu, Zn, Mn and P in the surface sediments of the Guarapiranga reservoir (23°47\'S and 46°32\"W) by means of the sequential extraction technic consisting of four stages, followed by the detection in inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES). Samples were collected from the superficial sediment in 14 (fourteen) stations strategically chosen, this way being able to know the heterogeneity of the system and to determinate the mobility of persistent trace elements and their spatial distribution in the sedimentary compartment of the reservoir. The samples were subjected to a drying process and then separating the silt fraction. The sequential extraction was made in four steps, fraction 1 acid soluble linked to carbonates, fraction 2 reducible to iron and manganese oxides, fraction 3 oxidable linked to organic matter and fraction 4 residual. All the process was done in triplicate and the concentration of the elements was determined by ICP-OES. Based on the results obtained by the sequential extraction, it was possible to evaluate the distribution of the elements in the four distinct geochemical fractions, as well as the individual mobility factor of those elements in the reservoir. The sum of the first three fractions composes the fraction considered bioavailable, while the difference from the total extracted represented the residual fraction. Parting from the results obtained it is inferred that the Guarapiranga reservoir has two distinct compartments, one more degraded that goes from point GU-05 to GU-14 that suffers from the impacts of the occupations in the surroundings and one more preserved that goes from point GU-01 to GU-04, with little influence from urban occupation in the surroundings. The degree of global mobility follows the tendency of up and down stream in the reservoir, next to the barrage.

A cana-de-açúcar tornou-se a cultura com maior expansão nos últimos anos no estado de São Paulo, tendência que deve continuar, considerando sua importância como matéria prima para a produção de açúcar e etanol. Essa expansão acontece principalmente sobre áreas que eram ocupadas por pastagens. Pelas atividades necessárias para o estabelecimento da cultura de cana-de-açúcar, é esperado um aumento da erosão de solos e uma alteração no balanço hídrico. Com esses antecedentes, objetivou-se quantificar experimentalmente o impacto na erosão dos solos e a modificação do balanço hídrico no primeiro metro de solo, causado pela substituição de pastagem por cana-de-açúcar. Foram construídas parcelas de escoamento (20 x 5 \'M POT.2\') sob pastagem e sob plantio novo de cana-de-açúcar (três repetições cada) em uma fazenda com solo do tipo Neossolo Quartzarênico no município de Itirapina-SP. Foi instalada uma estação meteorológica para medir a precipitação e a umidade do solo a 30, 60 e 90 cm de profundidade, e para coletar os parâmetros necessários para calcular a evapotranspiração pelo método de Penman-Monteith. Calhas foram instaladas ao nível do solo para quantificar a interceptação do dossel de cana-de-açúcar. O balanço hídrico para ambos os cultivos foi determinado em escala diária. Após cada evento de precipitação, foi quantificada a perda de solos e o escoamento superficial Durante o primeiro ano, a perda de solo sob pastagem foi de 0,26 Mg/ha.ano (adicionalmente, 0,32 Mg/ha foram coletados devido à perturbação do solo para implantação do experimento), enquanto cana-de-açúcar produziu 2,58 Mg/ha.ano. No segundo período chuvoso, a perda de solo sob pastagem diminui para 0,04 Mg/ha, e sob cana-de-açúcar registrou 0,47 Mg/ha. Estes resultados indicam que a substituição de pastagem por cana-de-açúcar aumentou a produção de sedimentos durante o primeiro ano em 2,32 Mg/ha; no segundo período, com o uso da cobertura de palha no solo sob cana-de-açúcar, o aumento foi de 0,43 Mg/ha. Depois de quatro meses de crescimento, o dossel da cana-de-açúcar intercepta 40% da precipitação. O escoamento superficial no primeiro ano foi de 56,1 mm, e diminuiu para 11,8 mm no segundo período por efeito da palha na superfície do solo. Nos mesmos períodos, o escoamento superficial na pastagem foi de 40,5 mm e 30,4 mm, respectivamente. Apesar da menor infiltração sob cana-de-açúcar, o solo apresenta maior umidade devido ao gradeamento que aumenta a porosidade, e portanto, a capacidade de armazenamento de água no solo. A percolação sob cana-de açúcar é menor que sob pastagem devido à maior evapotranspiração da cultura. / Sugarcane became the culture with the highest expansion in recent years in the state of São Paulo. This trend will continue considering its importance as raw material for the production of sugar and ethanol. The expansion occurs primarily on areas that are currently occupied by pastures, causing impacts on soil and water. Due to the necessary activities for the establishment of the sugarcane culture, a soil erosion increase and a water balance change are expected. With this background, the objective of this work was to experimentally quantify the change in soil erosion and modification of water balance in the first meter of soil caused by the substitution of pasture by sugarcane. Runoff plots were constructed (20 x 5 \'M POT.2\') under pasture and new sugarcane planting (three replicates each) on a farm with Quartzarenic Neosol (Typic Quartzipsamments) soil in the municipality of Itirapina-SP. A weather station to measure rainfall and soil moisture at 30, 60 and 90 cm depth, and to collect the necessary parameters to calculate the evapotranspiration by Penman-Monteith method was installed. Gutters were installed at ground level to quantify the interception of the sugarcane canopy. After every precipitation event the soil loss and the drainage were quantified, and the daily water balance was determined for both soil uses. During the first year, the pasture had a soil loss of 0.26 Mg/ha.yr (additional 0.32 Mg/ha.yr were collected due to the disturbance of the soil during experiment installation), while sugarcane produced 2.58 Mg/ha.yr. In the second rainy season, the losses under pasture decreased to 0.04 Mg/ha and sugarcane recorded 0.47 Mg/ha. These results indicate that the replacement of pasture by sugarcane increased the sediment production during the first year by 2.32 Mg/ha in the second period, covering the soil under sugarcane with straw, the difference decreased to 0.43 Mg/ha. After four months of growth, the sugarcane canopy intercepts 40% of the precipitation. The runoff in the first year was 56.1 mm, decreasing to 11.8 mm in the second period, due to the presence of straw on the soil surface. In the same periods, runoff under pasture was 40.5 mm and 30.4 mm, respectively. Although there is less infiltration under sugar cane, the soil presents higher moisture due to the porosity increase by grating. The percolation under sugarcane is lower than in pasture due to a higher crop evapotranspiration.

Neste trabalho foi feito o desenvolvimento e validação de métodos para a determinação do hormônio 17\'alfa\'-metiltestosterona em amostras de água e de sedimentos de uma piscicultura situada no município de Socorro-SP. O local de estudo foi escolhido porque no município de Socorro há um grande número de pisciculturas e também pelo fato da cidade fazer parte do Circuito das Águas. Toda a água utilizada no processo de reversão sexual das tilápias do Nilo (Oreochromis niloticus) é descartada no Ribeirão dos Machados, um dos afluentes do rio Mogi-Guaçu, sem o devido tratamento. Foi desenvolvido o método analítico para a extração do hormônio das amostras de água, empregando a extração em fase sólida com adsorvente C18 (octadesilsilano). Também foi desenvolvido o método para a extração do hormônio das amostras dos sedimentos, empregando o equipamento de ultra-som. Foram feitos estudos de recuperação para as amostras de água e sedimentos em três níveis de fortificação. Empregou-se 300 mL da água de água de nascente (branco), e água do rio Santa Maria do Leme para os estudos de recuperação. Empregou-se 10 g de sedimentos (branco) coletados no rio Santa Maria do Leme, em São Carlos. Estas amostras foram fortificadas com o hormônio estudado. A técnica analítica empregada para a determinação do hormônio foi a cromatografia líquida de alta eficiência com detector UV-Vis e coluna RP-18. Para a determinação do hormônio foi utilizada a fase móvel acetonitrila/água 35:65 v/v. O volume injetado foi de 20 \'mü\'L, o fluxo de 1,0 mL/min e comprimento de onda de 245 nm. Os resultados indicaram que os métodos desenvolvidos e validados se mostraram lineares, sensíveis, seletivos, precisos e exatos nas condições estabelecidas, com limites de detecção e de quantificação adequados para a análise do hormônio. A aplicação desses métodos só foi possível pela adição de padrão, que possibilitou a identificação e quantificação do hormônio nas amostras de água e de sedimentos. Foram também feitos testes de ecotoxicidade do hormônio empregando-se os organismos Daphnia similis e Ceriodaphnia silvestrii para verificar a reprodução das espécies. Foram feitos testes para verificar a reversão sexual com a Ceriodaphnia silvestrii. Foi utilizado o programa computacional TOXSTAT 3.3 para a aplicação dos testes estatísticos com a Daphnia similis, pois os testes com a espécie Ceriodaphnia silvestrii não apresentou o número de 15 neonatos por organismo, não sendo possível a aplicação do referido teste. Verificou-se que não ocorreu reversão sexual nos testes com a Ceriodaphnia silvestrii nas concentrações estudadas (1,0 e 50,0 \'mü\'g/L). O estudo de avaliação e identificação de substâncias emergentes deve ser incorporado nos programas de controle e gestão de recursos hídricos, porque é importante verificar se o hormônio é responsável por algum tipo de toxicidade. / In this work the development and validation of methods for the determination of 17\'alfa\'-methyltestosterone hormone in water and sediments samples was achieved. The samples studied were extracted from pisciculture sites in the city of Socorro, Sao Paulo State. This place was chosen because it has a great number of pisciculture sites and is also localized near important tourist resources, known as the \'Circuito das Águas\'. One of the main concerns is the fact that water volumes used in the process of sexual reversion of the Nile Tilapia (Oreochromis niloticus), are discarded without previous treatment in the Machado river, a tributary of Mogi- Guaçu river, the main water resource in this area. Therefore, there are evident potential threats and care must be taken to analyze the potential contamination of water resources in the neighborhood. Two analytical methods were developed to extract hormone from water and sediments samples: a) using solid phase extraction with sorbente C18; b) using ultrasonic facilities. The recovering of the water and sediments samples was made in three levels of fortification. To perform comparisons, standards were built using 300 mL water samples collected in safe places and samples of fortication in the Santa Maria do Leme river, in Sao Carlos, and 10 g of sediments collected in the Santa Maria do Leme river, in Sao Carlos. These samples were contaminated with hormone under carefully controlled conditions. Hormone level determinations were carried out using HPLC with UVVis detector and column RP-18. The hormone determinations were made using the mobile phase acetonitrile/water 35:65 v/v. The experiments were carried out under the following conditions: a) the injected volume was 20 \'mü\'L; b) the flow speed was 1,0 mL/min ; c) a wavelength of 245 nm was used. The results obtained shows efficiency of the methods developed and validated in this as the correlations observed were linear, sensible, selective and accurate under the established conditions. Therefore, the experimental conditions used for detention and quantification were adequate for hormone analysis. Is worth to note that the identification and quantification of the hormone in the samples of water and sediments, is possibly only by making comparison with the standard discussed above. The organisms Daphnia similis and Ceriodaphnia silvestrii were also used to verify the ecotoxicity of the hormone, using reproduction of these species as the parameter to be monitored. Therefore, tests were made to verify the sexual reversion of Ceriodaphnia silvestrii. In these investigations, the computational program TOXSTAT 3.3 was used to perform the statistical tests. Nevertheless, only the studies performed with the Daphnia similis had statistical means, as the tests with the Ceriodaphnia silvestrii species did not present statistical significance. Therefore, it was verified that Ceriodaphnia silvestrii in the conditions studied here (concentrations of 1,0 and 50,0 \'mü\'g/L) did not present evidences of sexual reversion. As a main conclusion, the present study demonstrates the need of incorporating the evaluation and identification of emergent substances in the protocols used for the control and management of water resources. Among the concerns, special care must be taking to verify correlations between hormone and toxicity.

Submitted by Inácio de Oliveira Lima Neto (inacio.neto@inpa.gov.br) on 2016-08-29T14:43:33Z No. of bitstreams: 1 Armijos_Elisa_Tese.pdf: 18154906 bytes, checksum: b72387d1390602eca0916fbf82d84ee4 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-29T14:43:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Armijos_Elisa_Tese.pdf: 18154906 bytes, checksum: b72387d1390602eca0916fbf82d84ee4 (MD5) Previous issue date: 2015-11-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Dans le bassin amazonien, les flux de sédiments en suspension jouent un rôle im- portant pour la biodiversité aquatique et pour la richesse des zones inondées car les nutriments et la matière organique adhérants aux sédiments sont déposés dans ces zo- nes. Les sédiments influencent également la géomorphologie du cours de l’Amazone en se déposant aux endroits de plus faible vitesse et en créant des îles. Le flux sédimen- taire influe sur le déplacement progressif des méandres et dans certains cas peut aller jusqu’à couper le méandre du fleuve créant ainsi de nouvelles lagunes. Cette dynami- que sédimentaire a donc un impact direct sur la vie des populations vivant en Amazonie. Le bassin amazonien est considéré au niveau mondial comme l’un des principaux apports de sédiments à l’Océan Atlantique, cependant approximativement 90% des sé- diments du bassin proviennent des Andes et des zones sub-andines. Comprendre la distribution spatiale et temporelle des flux sédimentaires est l’objectif de cette étude pour laquelle on a choisi quatre stations hydrométriques de suivi réparties tout au long de l’Amazone depuis sa formation au Pérou jusqu ́à environ 800 km de son embouchure au Brésil. Pour atteindre cet objectif, on a mis en place pour chaque station un échantillonnage décadaire en surface et une exploration totale de leur section à différentes périodes de l’année. Des profils de turbidité et des échantillons pour la granulométrie sur toute la section faisaient également partie de ce suivi. Dans la zone andine, les flux de sédiments en suspension sont en relation directe avec les débits liquides mais cette relation laisse peu à peu apparaître un hystérésis au fur et à mesure que l’on pénètre dans la plaine et celui-ci est alors nettement marqué à Óbidos, 870 km avant l ́embouchure. On attribue cet effet d’hystérésis aux apports en eaux peu chargées de sédiments de tributaires en provenance, pour la plupart, des boucliers Brésiliens et Guyanais. Sur une distance d’environ 3000 km , tant sur la plaine péruvienne que brésilienne, on a pu observer que le matériel en suspension se compose en fait de deux types de sédiments bien définis : des sédiments fins (10-20 μm) et des sédiments grossiers, des sables(100-250 μm). La quantité de chaque type de sédiment présent dans le cours prin- cipal du fleuve est fonction de son régime hydrologique annuel. On relève des pics de concentration en sédiments fins aux époques de plus grandes précipitations (décembre à mars) alors que ceux des sables apparraissent pendant la période de crue (mai à juillet).Sur les stations andines et sub-andines, la turbulence de l’écoulement jointe aux faibles profondeurs permet l’ascension de sédiments grossiers vers la surface. Par con- séquent, on observe une relation directe entre la concentration de sédiments en suspen- sion de surface et la concentration moyenne dans la section, ce qui permet un calcul simple des flux sédimentaires et d’arriver à une valeur de 540 Mt an −1 pour qui con- cerne l’apport du bassin péruvien de l’Amazone. Dans la plaine brésilienne, le contexte change, les profondeurs moyennes se situent entre 40 et 100 m de telle sorte que la présence de sable en surface est quasi nulle. D’où une incertitude plus grande à vouloir utiliser une relation entre concentration de surface et concentration moyenne dans la section. Cependant, l’analyse des résultats à la station d’Óbidos montre qu’il existe encore une relation directe entre la concentration de sédiments de surface et la concen- tration moyenne de sédiments fins dans la section alors que la concentration moyenne de sédiments grossiers dans la section est, elle, en relation directe avec le débit liquide. En différenciant ainsi le calcul suivant ces deux types de sédiments, on arrive pour l’Amazone à une valeur de flux de 1100 Mt an −1 transitant par Óbidos, dont 60% cor- respond au flux des sédiments fins et 40% respectivement aux grossiers. On a utilisé la turbidité car c’est une mesure à haute fréquence et pour parvenir aux valeurs de concentration à partir de celles-ci, on a dû établir différentes courbes de calibration en fonction du diamétre des particules. On a pu observer que le signal de turbidité est le résultat de l’addition des signaux émis par les particules de différents diamètres présentes dans l’échantillon et avec cette prémisse, on a utilisé le modèle de Rouse pour différencier le signal de concentration obtenu avec la turbidité. On a constaté que les granulométries en présence sont les mêmes tout au long du régime hydrologique mais que ce sont les proportions de chacune d’entre elles qui varient. Aussi a-t-on abouti à des profils de concentration pour sédiments fins et des profils pour sédiments grossiers. En montée de crue, les profils de concentration présentent un gradient bien marqué pour les sédiments fins, alors qu’en période de crue ce gradient est contrôlé par les sables et les profils de fines sont alors verticaux et constants sur toute la section. Ces résultats montrent qu’il est possible de prédire, en Amazonie, les profils de concentration à partir de la turbidité. / The sediments flux in Amazon Basin have an important role on the aquatic biodiver- sity and richness in the floodplains because the nutrients and organic matter attached on suspended sediments are deposited in these zones. The suspended sediments have influence in the geomorphology of Amazon River too, because where they are deposited in zone of low turbulence new isle are create. The sediments flux have influence in the meandering movement and sometimes this movement can cause meanders to cutoff and create new lakes. These changes and richeness have influence in the Amazonian population. The Amazon Basin is considered in global terms as one of main source of suspended sediments of Atlantic Ocean, but the Andean region and foreland provide 90% of sedi- ments at the Amazon Basin. The aim of this study is to understand the spatial and temporal distribution of sediments flux in the Amazon River, therefore were select four gauging station located along of Amazon Riven from Peru to Brazil. In each gauging station was make superfi- cial samples each ten days and samples in the section in different times of hydrological period. Turbidity profiles and granulometry measuring were made too in each gauging station. In the Andean region, it is observed a relationship between the suspended sediments concentration and discharge, however, this relationship become a hysteresis in the plain especially in the Óbidos gauging station located at 870 km before of mouth. This result can be by the contribution of influx poor in suspended sediments from Guyanese and Brazilian shields. In 3000 km of long from Peru to Brazil plain, the suspended sediments is composed by two well defined types of suspended sediments: fine sediments (10-20 μm) and coarse sediments (100-250 μm). The percentage of each type of sediments in the main river is different during the hydrologic regime. Peak of fine sediments is observed in the same period of peak of rainfall (December to March) and peak of coarse sediments is observed in flood period (May to July). The Andean and sub-Andean basin gauging station show the coarse sediments in surface due to great turbulence and low depths. Therefore, this gauging station show a relationship between the suspended sediments concentration in surface and averagesuspended sediments concentration in section, with this relation is possible to calcu- late the suspended sediments flux. Hence the Peruvian basin provide 540 Mt year −1 . However in the Brazilian plain the context is different, the depth is from 40 to 100 m, becoming almost null the presence of coarse sediments in the surface. Therefore, cannot use the relationship between suspended sediments concentration in surface and average suspended sediments concentration in section. When the Óbidos gauging station is analysed, it found there is a relationship between suspended sediments concentration in surface and average of fine suspended sediments concentration. It is observed too, that there is the relationship between coarse suspended sediments concentration and discharge. Therefore, it is possible to calculate of suspended sediments flux using this two relationships. The Amazon River export 1100 Mt year − 1 of suspended sediments at Óbidos gauging station, of which 60% correspond at fine sediments flux and 40% to coarse sediments flux. It is observed that the suspended sediments are sensitivity of climate variability, generally El Niño events is associate with increase of fine suspended sediments and La Niña events increase a percentage of coarse sediments in Amazon River. It is using the turbidity for determinate of suspended sediments concentration, we use this technique due the high frequency in acquisition of data. However for use the turbidity is necessary the previous calibration. It was observed that the turbidity signal is an addition to the signal emitted by the particles in one sample and with this assumption the Rose model was used to separate the concentration signal obtained by the turbidity of these two types of sediments present in the Amazon River, fine particles and sand. Therefore, it was obtained the concentration profiles to fine sediments and the concentration profiles to the sand. It is observed during the rising period that the fine sediments profiles show a strong gradient, however in the flood periods this gradient reduce come a constant in all section. These results show that turbidity and Rouse model can be used for prediction of suspended concentration in Amazon River. Keywords: suspended sedi / Na bacia Amazônica, os fluxos de sedimentos em suspensão têm um papel importante na biodiversidade aquática e na riqueza das zonas inundadas, pois, os nutrientes e matéria orgânica que estão aderidos aos sedimentos são depositados nestas zonas. Os sedimen- tos influenciam na geomorfologia do curso do rio Amazonas ao serem depositados em zonas de menor velocidade, criando novas ilhas. O fluxo sedimentar tem a capacidade de influir na movimentação dos meandros e em certos casos até no desligamento destes, formando assim novos lagos. Estas mudanças e riquezas, têm influência direita nas po- pulações que moram na Amazônia. A bacia Amazônica é considerada como uma das principais fontes de sedimentos para o Oceano Atlântico em termos mundiais, porém, os Andes e as zonas sub-Andinas produzem aproximadamente o 90% desses sedimentos para a bacia Amazônica. Entender o a distribuição espacial e temporal dos fluxos sedimentários é o objetivo deste estudo, no qual foram escolhidas quatro estações de monitoramento de água e sedimento ao longo do rio Amazonas, desde o Peru até o Brasil. Para cumprir com este objetivo, foram feitas coletas superficiais a cada 10 dias em cada estação e amostragens distribuídos na seção em diferentes épocas do ano. Perfis de turbidez e amostragem para granulometria ao longo da seção também formaram parte do monitoramento. Na zona Andina, os fluxos de sedimentos em suspensão têm uma relação direita com os fluxos de água, no entanto, está relação se transforma em uma histereses ao se aproximar da planície, tornando-se bem marcada em Óbidos, localizada a 870 km antes da desembocadura. Atribui-se este resultado à contribuição de fluxos de água de tributários pobres em sedimentos provenientes principalmente dos Escudos Brasileiro e Guianês. Tanto na planície peruana quanto na planície brasileira, em aproximadamente uma longitude de 3000 km, observa-se que a concentração de sedimentos em suspensão está composta de dois tipos de granulometrias bem definidos: sedimentos finos (10-20 μm) e sedimentos grosseiros de tipo areias (100-250 μm). A porcentagem de cada tipo de sedimentos presente no curso principal está em função do regime hidrológico. Picos de concentração de sedimentos finos são presenciados nas épocas de máximas chuvas (Dezembro a Março) e picos de areias em época de cheia (Maio a Julho). Nas estações Andinas e sub-Andinas, a turbulência junto com as baixas profundi- dades permitem a ascensão de sedimentos grosseiros à superfície. Consequentemente,observa-se uma relação direita entre concentração de sedimentos em suspensão na su- perfície com a concentração de sedimentos média da seção, o que permite o cálculo de fluxos sedimentários, sendo que, a bacia peruana contribui com 540 Mt ano −1 . Na planície brasileira o contexto muda, onde as profundidades atingem de 40 á 100 m, tornando quase nula a presencia de areias na superfície. Está é, por tanto, a maior incerteza ao utilizar a relação da concentração de superfície com a média da secção. Analisando a estação de Óbidos constatou-se que existe uma relação direita entre a concentração de sedimentos da superfície e a concentração média de sedimentos finos da seção. Observou-se também que, a concentração média de sedimentos grosseiros da seção têm relação direita com a vazão. Esta diferenciação dos tipos de sedimentos per- mite o cálculo de fluxos do rio Amazonas, concluindo que 1100 Mt ano −1 de sedimentos são transportados para el Oceano Atlântico na estação de Óbidos, sendo que 60% cor- responde ao fluxo de sedimentos finos e 40% ao fluxo de areias. Observou-se que os sedimentos são sensíveis à variabilidade climática, em geral eventos El Niño estão rela- cionados com maiores quantidades de sedimentos finos e eventos La Niña incrementam a porcentagem de sedimentos grosseiros no rio Amazonas. Utilizou-se a turbidez para obter dados de concentração por ser uma medida de alta frequência, na qual, foram feitas curvas de calibração em função do diâmetro da partícula. Observou-se que o sinal de turbidez é uma adição do sinal emitido pelas partículas presentes em uma amostra, com esta premissa utilizou-se o modelo de Rouse para separar o sinal de concentração obtido pela turbidez dos tipos de sedimentos pre- sentes no rio Amazonas, partículas finas e areias. Deste modo conseguiu-se perfis de concentração para sedimentos finos e perfis de concentração para as areias. Observa-se que na época de enchente os perfis de concentração tem um gradiente bem marcado para os sedimentos finos, no entanto, em épocas de cheia o gradiente é governado pelas areias e os perfis de finos são verticais e constantes em toda a seção. Estes resultados indicam que, pode-se predizer perfis de concentração com base na turbidez em rios da Amazônia.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2015-04-23T12:59:33Z No. of bitstreams: 1 467471 - Texto Parcial.pdf: 1098717 bytes, checksum: dc907ba7a9887333798678bb2fb41cf1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-23T12:59:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 467471 - Texto Parcial.pdf: 1098717 bytes, checksum: dc907ba7a9887333798678bb2fb41cf1 (MD5) Previous issue date: 2014-10-31 / The search for new exploratory frontiers has led to the development of a wide variety of geological sampling equipment, especially for marine environments with water depths greater than 300 meters. Maintaining the in situ conditions of these environments, particularly the pressure, provides quality to the sampling process as it prevents loss of sample elements, especially gases, during the retrieval process. In this context the device developed for this research aimed to collect fluids, particularly gases, in an automated manner from deep-water environments at depths up to 3000 meters and to maintain them under the same pressure conditions as when collected. The device is programmed at the surface and subsequently transported to the collection site, for example, with the aid of an underwater inspection remotely operated vehicle (ROV). In addition to laboratory validation, the proposed device was also tested under real sea conditions. No equivalent equipment to the device developed in this dissertation exists and it was therefore patented. / Devido ? procura por novas fronteiras explorat?rias, uma grande variedade de equipamentos para amostragem geol?gica vem sendo desenvolvidos, em especial para ambientes marinhos com profundidades superiores a 300 metros. A manuten??o das condi??es in situ destes ambientes, notadamente a press?o, conferem qualidade ao processo de amostragem uma vez que evita a perda de elementos da amostra durante a recupera??o, especialmente gases. Neste contexto o dispositivo desenvolvido nesta disserta??o tem o prop?sito de coletar fluidos, em especial gases, de forma automatizada em ambientes subaqu?ticos em profundidades de at? 3000 metros e mant?-los nas condi??es de press?o da coleta. O dispositivo ? programado na superf?cie, sendo necess?rio transport?-lo at? o local de trabalho, com aux?lio de um ve?culo submarino de opera??o remota (ROV) de inspe??o, por exemplo. Al?m da valida??o em laborat?rio, o dispositivo proposto foi tamb?m avaliado em condi??es reais de mar. Por n?o existir equipamento igual ao desenvolvido nesta disserta??o, o mesmo foi patenteado.

O adequado projeto de obras fluviais requer o conhecimento das condições sob as quais um curso d\'água natural atinge seu estado de equilíbrio. Para que este estado de equilíbrio seja determinado analiticamente é necessário utilizar um número de equações compatível com a quantidade de incógnitas do sistema, denominadas de graus de liberdade. Em um curso d\'água escoando sobre leito aluvionar não coesivo é possível admitir até quatro graus de liberdade, que são: a largura, a profundidade, a declividade e o traçado em planta do canal. Neste trabalho são apresentados alguns métodos que permitem avaliar as condições de estabilidade de um canal através do uso de relações puramente empíricas, ou através da aplicação de equações derivadas dos princípios físicos que regem a Hidráulica Fluvial, sendo possível ainda combinar o uso das duas abordagens no mesmo método. / The properly design of river improvements depends on the knowledge of the conditions under which a natural river becomes stable. This state of equilibrium is determined analytically if the number of equations is enough to describe the unknown system factors, called degrees of freedom. In an alluvial stream, it\'s possible to consider four degrees of freedom, they are: width, depth, channel slope and the variations in plan-form stream. This text presents some methods to evaluate the stability condition of a channel using empirical relationships, equations based on theoretical principles of Fluvial Hydraulics or both of these approaches in the same method.

Orientador: Sílvio Jorge Coelho Simões / Coorientadora: Isabel Cristina de Barros Trannin / Banca: Luiz Fernando Costa Nascimento / Banca: Marcelo dos Santos Targa / Banca: Paulo Augusto Romera e Silva / Banca: Suely Yoshinaga Pereira / Resumo: Conhecer o potencial de produção de sedimentos é imprescindível na análise da viabilidade de implantação de uma Pequena Central Hidrelétrica (PCH), para que não haja comprometimento da longevidade e da eficiência do empreendimento. Esse estudo foi desenvolvido na bacia hidrográfica contribuinte da PCH Costa Rica (MS), de aproximadamente 1.200 km², que apresenta escassez de dados de séries históricas de dados hidrológicos e hidrossedimentológicos, o que consiste em desafio para a obtenção de resultados com grau de confiabilidade e passíveis de serem replicados. O objetivo desse estudo foi avaliar o potencial de perda de solo e produção de sedimentos por meio de modelagem utilizando o software Soil and Water Assessment Tool (SWAT) e geotecnologias de Sistemas de Informações Geográficas (SIG). Os resultados demonstraram uma elevada produção de sedimentos na bacia contribuinte da PCH Costa Rica, com valores totais que alcançaram 1.049.522 Mg ano-1, o correspondente a 8,43 Mg ha-1ano-1 e equivalente a perda de uma camada contínua de solo de 0,0566 mm por ano. A modelagem pelo SWAT e o uso de geotecnologias foram eficientes na avaliação e quantificação do potencial de perdas de solo e de contribuição para o assoreamento de reservatórios de hidrelétricas, mesmo em cenário de escassez de dados de séries históricas. A utilização do SWAT para a modelagem da bacia apresentou nos valores dos dados simulados e observados uma correlação ou momento de Pearson forte e positiva (acima de 0,6) e moderada positiva (entre 0,3 e 0,6) para calibração e validação respectivamente, o que permite utilizar os dados quantitativos de sedimentos gerados na bacia e identificar quais sub-bacias apresentam maiores taxas de produção de sedimentos. A avaliação das mudanças no uso do solo entre os anos de 1984 e 2011 demonstrou que além ...( Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Knowledge about potential sediment production is essential for the feasibility analysis to implement a Small Hydropower Plant (PCH, in Portuguese) for long term efficient operation. This study was developed in the PCH Costa Rica (MS) watershed, with approximately 1,200 km² that has limited historical series of hydrological and hydrosedimentological data what make reliable estimations and replication of results difficult. This study aimed to predict the potential soil loss and sediment yield using a model based on the software Soil and Water Assessment Tool (SWAT) and Geographic Information Systems (GIS) techniques. The results showed that the PCH Costa Rica watershed has a high potential to produce sediments, with total amount reaching 1,049,522 Mg year-1, corresponding to 8.43 Mg ha-1 yr-1 and a continuous loss of soil layer of 0.0566 mm yr-1. SWAT modeling and geo-technologies were efficient in the evaluation and quantification of potential soil loss and sediment production in this watershed, even in a scenario of limited data. Modeling watershed using SWAT resulted in strong positive range (above 0.6) of Pearson correlation between simulated and observed values and moderate positive values (0.3 to 0.6) for the calibration and validation, respectively. This allows quantitative estimations of sediments generated in the watershed and identification of sub-basins with higher rates of sediment production by modeling. The assessment of changes in land use between 1984 and 2011 showed that in addition to the natural vulnerability of physical environment, the conversion of Savannah vegetation to agricultural use, without conservation practices, increased the erosion rates in recent decades, compromising the performance of PCH Costa Rica for energy production / Doutor

As obras de Ampliação da Calha do Rio Tietê fazem parte de medidas estruturais que visaram ao aumento da capacidade de vazão para o controle das enchentes na RMSP. A regularidade da capacidade de vazão dependerá, dentre outras ações, de dragagens de manutenção e retirada do material dragado, cuja destinação é bastante problemática. O objetivo deste trabalho é a elaboração de um estudo sobre o processo de dragagem, transporte e disposição final de material de leito de rio por meio da apresentação do processo adotado no estudo de caso: Ampliação da Calha do Rio Tietê Fase II. Para esse fim, são abordados os principais aspectos técnicos, ambientais, sociais e econômicos relativos às obras do estudo de caso, dando ênfase à gestão do sedimento dragado, que busca estar em consonância com as normas e diretrizes legais vigentes. São finalmente enunciadas as principais recomendações e conclusões que devem ser aplicadas na gestão do sedimento dragado do Rio Tietê. / The works of Enlargement of Rio Tietê\'s Gutter (Waterway) are part of structural measures that objective increase the flow capacity for inundation control in RMSP (Metropolitan Region of São Paulo). The regularity of the flow capacity will depend, among other actions, of maintenance dredgings and retreating of dredged material, whose destination is plenty of problem. The aim of this work is the elaboration of a study about the dredging process, transport and final disposition of the river bed sediment through the presentation of the process adopted in the case study: Enlargement of Rio Tietê\'s Gutter Phase II. For that purpose, the main technical, environmental, social and economical aspects related to the works of the case study are discussed, giving emphasis in the administration of the dredged sediment, that seek fitting to the in course norms and legal guidelines. Finally, the main recommendations and conclusions that should be applied in the administration of Rio Tietê\'s dredged sediment are examined.