Derramamentos de petróleo geraram o aumento da atenção de órgãos governamentais e civis quanto a estudos e técnicas para minimizar os danos aos recursos ambientais e socioeconômicos causados por este tipo de acidente. O desenvolvimento de técnicas e os estudos relacionados à prevenção e resposta aos acidentes busca maior eficiência na resposta à contingência e à diminuição dos danos ambientais e socioeconômicos causados na área atingida. A Carta de Sensibilidade Ambiental ao Derramamento de Óleo (Carta SAO) é uma importante ferramenta para a diminuição de danos causados ao ambiente, para o planejamento ambiental na prevenção e na reposta a acidentes em locais de armazenamento e transporte de hidrocarbonetos, tais como dutos, ferrovias, rodovias, etc. Na Carta SAO, para áreas de exposição de sedimentos e rochas sedimentares, procura-se quantificar e qualificar uma determinada área que apresente vulnerabilidade e sensibilidade ao óleo, ou seja, estipular a área e as características intrínsecas do terreno que apresenta alguma probabilidade de ser atingido por óleo, considerando também atividades de resposta. As características dos sedimentos existentes em áreas vulneráveis permitem a determinação de sua sensibilidade, assim buscou-se estudar os parâmetros sedimentares mais influentes na determinação da sensibilidade ambiental do terreno, como a granulometria e seleção, os quais influenciam a porosidade e permeabilidade do terreno, e o cruzamento dessas informações com a declividade do terreno. A fim de testar a eficiência desses parâmetros, o estudo foi aplicado na Bacia do Ribeirão Tamanduá, na região de Cravinhos (SP), por ser interceptada pelo Duto OSBRA e a área de exposição dos arenitos da Formação Botucatu. / Oil spills have resulted in increased awareness among government and private agencies regarding studies and techniques to minimize damages caused by this type of accident to environmental and socio-economic resources. The development of techniques and the studies for prevention and response to accidents is intended to achieve greater effectiveness in dealing with this type of contingency and to decrease the environmental and socio-economic damage to the areas affected by oil spills. The Environmental Sensitivity Index Map for Oil Spills (ESI Map) is an important tool that helps to decrease the damage caused to the environment. It is also useful in planning prevention and responding to accidents in storage areas and in transporting hydrocarbons, in ducts, by rail, road, etc. The purpose of the ESI Map is to quantify and qualify certain areas of exposed sediments and sedimentary rocks that are vulnerable or present sensitivity to oil. In other words, stipulate the area and the intrinsic characteristics of the ground that may receive an oil spill, and considering the response actions. The characteristics of existing sediments in vulnerable areas allow the determination of the area\'s sensitivity. As a result, the study focused on the sedimentary parameters with greatest influence in determining the area\'s environmental sensitivity, such as granulometry and grain selection, which have an influence in the ground\'s porosity and permeability, and cross-referencing this information with the declivity of the ground. In order to test the efficiency of these parameters, the study was implemented in the Bacia do Ribeirão do Tamanduá, in the Cravinhos (SP) region, because it intercepts the OSBRA oil pipeline and an area with exposed sandstone from the Botucatu Formation.

Este trabalho teve como objetivo analisar o transporte de sedimentos na região central da Baixada Santista (SP) através do uso do modelo numérico ROMS (Regional Ocean Modeling System) acoplado ao modelo numérico SWAN (Simulating WAves Nearshore) em simulações representativas dos meses de agosto de 2009 e janeiro de 2010. Os resultados indicaram haver picos no transporte de sedimentos, principalmente na plataforma continental e na Baía de Santos, durante a passagem de sistemas frontais, chegando a atingir 4,2 kg m2 s1 na região costeira. As menores taxas de concentração de sedimentos em suspensão na coluna d\'água ocorreram durante os períodos de quadratura, sem a presença de ventos fortes e incidência de ondas com grande energia. O transporte por carga de fundo encontrado na área costeira de Praia Grande foi predominantemente para sudoeste, em ambos os meses simulados, onde, as maiores taxas de transporte foram observadas no mês de agosto com valores em torno de 1 x 10 kg m2 para o mês. A taxa de sedimentação na região do alto estuário foi da ordem de 1 cm ano1, concordando com os dados disponíveis na literatura. O modelo numérico representou de forma satisfatória os padrões de transporte de sedimentos encontrados na região. / This study aimed to analyze the sediment transport in the central region of Baixada Santista (SP) using the numerical model ROMS (Regional Ocean Modeling System) coupled to the numerical model SWAN (Simulating Waves Nearshore) in simulations representing the months of August 2009 and January 2010. The results suggested peaks in sediment transport, especially on the continental shelf and the Bay of Santos, during the passage of frontal systems, achieving values of 4,2 kg m2 s1 nearshore. The lowest rates of concentration of suspended sediment in the water column occurred during periods of neap tides, without the presence of strong winds and incidence of waves with high energy. In both simulated months, the bedload transport found in the coastal area of Praia Grande was predominantly to the southwest, with the highest rates of transport observed in the month of August, with values of 1 x 10 kg m2. The rate of sedimentation in the upper estuary has been on the order of 1 cm year1, in agreement with the data available in the literature. The numerical model represented the transport patterns of sediments found in the region in a satisfactory way.

O Parque Estadual Marinho da Laje de Santos (PEMLS) é considerado um dos melhores pontos de mergulho do Brasil além de apresentar grande importância ecológica para a região. Está localizado a 40 km de uma das áreas costeiras mais contaminada do Brasil, o Sistema Estuarino de Santos e São Vicente (SESSV) que apresenta como principais fontes de contaminação as atividades industriais e o maior porto da América Latina. O presente estudo teve como objetivo avaliar o gradiente de contaminação por metais e hidrocarbonetos alifáticos (AH) e policíclicos aromáticos (HPA) nos sedimentos desde o SESSV até o PEMLS para identificar o grau de contaminação e as possíveis fontes dos contaminantes. Amostras de sedimento superficial foram coletadas em pontos distribuídos por todo SESSV, na baia de Santos, na zona marinha adjacente e no PEMLS. Os resultados foram comparados aos valores da qualidade dos sedimentos (VGQS) propostos na literatura para avaliar o grau de contaminação nos sedimentos. De acordo com os resultados, a contaminação por metais e hidrocarbonetos nos sedimentos do SESSV é elevada, acima dos limites estabelecidos nos VGQS, principalmente na porção interna do estuário próximo as atividades industriais. As principais fontes de emissão de contaminantes para o SESSV são os efluentes industriais e a queima de combustíveis fósseis. A zona marinha adjacente, onde está localizada a área de descarte do material dragado, apresentou, depois do estuário, as maiores concentrações de metais e hidrocarbonetos. Essas concentrações foram mais elevadas que as encontradas na baia de Santos. No PEMLS foram registrados indícios de contaminação por Cr, Hg, Ni, Pb e Zn, os quais tem origem de fontes localizadas na costa, que exportam os contaminantes até a região do PEMLS através das correntes marinhas e ainda fontes locais como barcos de operadoras de mergulho e o tráfego de navios. O Ni apresentou concentrações que estiveram acima dos limites do VGQS. Os hidrocarbonetos não apresentaram concentrações elevadas nos sedimentos do PEMLS. Sendo assim, é importante que seja realizado um controle de poluição no SESSV a fim de remediar as áreas mais contaminadas e um monitoramento continuo do gradiente de contaminação desde a zona de costa até o PEMLS para garantir a preservação desse ecossistema que já apresenta indícios de contaminação. A criação de um plano de manejo específico para o PEMLS auxiliaria na proteção dessa Unidade de Conservação. / The Marine State Park of Laje de Santos (MSPLS) is considered one of the best diving spots in Brazil and presents great ecological importance to the region. It is located 40 km from one of the most polluted coastal areas of Brazil, Santos and São VIcente Estuarine System (SSVES) which has as main sources of contamination industrial activities and the largest port in Latin America. The present study aimed to evaluate the gradient of metal and aliphatic hydrocarbons (AH) and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) contamination in sediments from the SSVES until MSPLS to identify the degree of contamination and the possible sources of contaminants. Sediment samples were collected at sites distributed around SSVES, in the bay of Santos, in the nearby seashore and PEMLS. The results were compared to the values of sediment quality (VGQS) proposed in the literature to assess the degree of contamination in sediments. According to the results, the contamination by metals and hydrocarbons in the sediments of SSVES is very high, above the limits established in the VGQS, mainly in the inner portion of the estuary near the industrial activities. The main sources of contaminants to the SSVES are industrial effluents and the burning of fossil fuels. In the zone nearby seashore between SSVES and MSPLS, where is located the area of disposal of dredged material presented after the estuary, the highest concentrations of metals and hydrocarbons higher than those recorded in the bay of Santos were found. In MSPLS were found evidence of contamination by Cr, Hg, Ni, Pb and Zn were found, which originated from sources located on the coast, the contaminants that export to the region MLSPS through ocean currents and even local sources as boats operators diving and vessel traffic. Therefore, it is important to establish a pollution control program in SSVES in order to remediate the contaminated areas and a continuous monitoring of the pollution gradient from the coast to the MSPLS to ensure the preservation of this ecosystem that is already showing signals of contamination. The creation of a management plan specific to the MSPLS will help the protection of this important Conservation Unit.

Apesar da complexidade envolvendo a compreensão dos processos hidrossedimentológicos, o conhecimento da quantidade de sedimentos transportados pelos rios é importante para o planejamento e aproveitamento dos recursos hídricos e não deve ser ignorado. Além disso, a quantidade de dados obtidos em monitoramentos é significativa, e o entendimento dessas variáveis requer obrigatoriamente análises estatísticas. Com base na dificuldade em relacionar hidrossedimentologia com estatística, buscou-se com esse trabalho desenvolver uma ferramenta computacional gratuita e de código aberto em Visual Basic for Applications (VBA) integrando métodos de cálculos hidrossedimentológicos e estatísticos. Ela permite que o usuário calcule descarga sólida em suspensão, descarga sólida total, e realize testes estatísticos como, teste Kolmogorov-Smirnov de normalidade dos dados, testes paramétricos F de Fisher-Snedecor e T de Student, além do teste não-paramétrico Wilcoxon. A ferramenta computacional (NH Sediment and Statistic) foi aplicada em dados obtidos em medições de características hidráulicas, da concentração de sedimentos em suspensão, turbidez e temperatura do reservatório da Pequena Central Hidrelétrica de Mogi-Guaçu (SP). Desse modo, a ferramenta utilizada para o suporte às análises hidrossedimentológicas alcançou resultados equivalentes a outros softwares para cada um dos módulos desenvolvidos, se mostrando confiável e de fácil aplicação. Destaca-se, por fim, que a ferramenta pode ser aplicada em outras áreas de estudo permitindo planejamento e gerenciamento completo de recursos hídricos, assim como outras áreas do conhecimento. / Despite the complexity that involves the understanding of hydrosedimentological processes, the knowledge of the amount of sediment transported by rivers is fundamental for the planning and utilization of water resources. The amount of data obtained from the monitoring is significant, and the understanding of such variables requires statistical analyses. This paper addresses the development of a free and open-source computational tool in Visual Basic for Applications (VBA) that integrates methods of hydrosedimentological and statistical calculations and relates hydrosedimentology to statistics. Users can calculate solid suspended discharge and total solid discharge and perform important statistical tests, such as Kolmogorov- Smirnov normality test, Fisher-Snedecor and Student T parametric tests, and Wilcoxon non- parametric test. The computational tool (NH Sediment and Statistic) was applied to data obtained from measurements of hydraulic characteristics, suspended sediment concentration, turbidity and reservoir temperature of the Mogi-Guaçu Small Hydroelectric Power Plant. It supports hydrosedimentological analyses and yielded results equivalent to those of other software for each module developed. It also proved reliable and of easy application and provides a friendly interface. It can be applied to other areas of study for a complete planning and management of water resources, as well as other areas of knowledge.

O Reservatório Rio Grande, localizado na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), é um importante manancial de abastecimento de água dessa região. Foram analisadas amostras de água de fundo e de sedimentos coletadas nesse reservatório em 4 pontos, em 4 campanhas, de setembro de 2008 a janeiro de 2010, sendo estas quantificadas em relação à concentração de Hg total pela técnica de CV AAS. Em seguida, adaptou-se uma metodologia da literatura para quantificação de Hg orgânico em sedimentos, que consistiu na extração dos compostos organomercuriais com diclorometano em meio ácido e, posterior destruição dos compostos orgânicos com cloreto de bromo. A validação dessa metodologia, em termos de precisão e exatidão, foi realizada por meio da análise dos materiais de referência BCR CRM 580 e IAEA 405. Para avaliação dos mecanismos de metilação e desmetilação de Hg nesse ambiente, foram determinados os seguintes parâmetros físicos e químicos, in situ: pH, temperatura da água, potencial redox (EH), transparência e profundidade. Nos sedimentos foram determinados também a granulometria, carbono orgânico total, bactérias redutoras de sulfato, N total e P total, além de Co, Cu, Fe e Mn. A seleção destes parâmetros esteve relacionada diretamente a fatores que influenciam o comportamento do MeHg em sedimentos e sua zona de transição. Foram encontradas concentrações para Hg total variando entre 1,0 e 71,0 mg kg- 1 e de Hg orgânico entre <10,0 a 47,2 &mu;g kg-1 e taxas de metilação entre 0,06 e 1,4% em sedimentos, ao longo do reservatório. Discutiram-se também as diferentes condições de metilação e suas influências, ao longo do reservatório. Como estudo suplementar, avaliou-se a concentração de outros metais e elementos traço presentes nos sedimentos, por meio da técnica de ativação neutrônica. Foram quantificados os elementos As, Ba, Br, Co, Cr, Cs, Hf, Fe, Na, Rb, Sb, Sc, Zn e os elementos terras raras Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm, Tb e Yb. Os fatores de enriquecimento calculados em relação aos valores da crosta terrestre utilizando-se Sc como elemento normalizador apresentaram valores acima de 2,0 para os elementos As, Br, Sb, U e Zn. Verificou-se uma forte influência antrópica para alguns dos elementos analisados, principalmente nos pontos localizados na entrada do reservatório, que recebem descarga de efluentes domésticos e industriais dos rios que alimentam o reservatório. / The Rio Grande reservoir is located in the metropolitan area of São Paulo and it is a very important water supply for this region. In the present study bottom waters and sediment samples collected in this reservoir, in four sampling points, in four campaigns, from September 2008 to January 2010, were analyzed. Firstly total Hg was determined in sediment and bottom waters by cold vapor atomic absorption technique (CV AAS). Following, the analytical methodology for organic Hg was adapted from literature, where the organomercurial compounds were extracted with dichloromethane in acid medium and subsequent destruction of organic compounds by bromine chloride. The validation of this methodology, in terms of precision and accuracy, was performed by means of IAEA 405 and BCR-CRM 580 reference materials analyses. For methylation and demethylation processes evaluation in this environment, the following physical and chemical parameters were assessed, in situ: pH, water temperature, redox potential (EH), transparency and depth. For the sediment samples, granulometry, total organic carbon, sulphate-reducing bacteria, total N and P, besides the metals Co, Cu, Fe and Mn were evaluated. The selection of these parameters was related to the factors that influence the behavior of MeHg in the sediments and its transition zone. Total Hg ranging from 1.0 to 71.0 mg kg-1 and organic mercury from <10.0 to 47.2 &mu;g kg-1 in sediments and methylation rates from 0.06 to 1.4% were found, along the reservoir. Different methylation conditions along the reservoir and its influences were also discussed. As supplementary study the concentration of some metals and trace elements in the sediments by neutron activation analysis technique was determined. As, Ba, Br, Co, Cr, Cs, Hf, Fe, Na, Rb, Sb, Sc and Zn and rare earth elements Ce, Eu, La, Lu, Nd, Sm and Yb were determined. The enrichment factor in relation to earth crust values using Sc as normalizer element reached values higher than 2.0 for the elements As, Br, Sb, Th, U and Zn, indicating a strong enrichment. A strong anthropogenic influence was verified for some of the elements analyzed, mainly in the points located in the entrance of the reservoir that receives domestic and industrial effluents from the rivers that reach the reservoir.

A previsão hidrológica é um processo estocástico dependente de fatores aleatórios, e, por si só, possui incertezas, porém, como a descarga sólida de um rio se correlaciona com a vazão por uma relação do tipo potência, na previsão do assoreamento de reservatório estas incertezas são maximizadas. Métodos empíricos e semi-empíricos de previsão de assoreamento negligenciam importantes fenômenos hidráulicos que regem o comportamento instantâneo do transporte de sedimentos. Incertezas e erros na estimativa da vida útil de reservatórios na fase de estudo de viabilidade é prejudicial ao processo decisório de qual reservatório e/ou se o reservatório deve ser construído. A pesquisa identificou os mecanismos de como a variabilidade hidrológica influencia a previsão do assoreamento de reservatórios por meio de casos idealizados e validação das hipóteses em estudo de caso, também foi proposto um fluxograma de atividades para a previsão de assoreamento capaz de reduzir incertezas inerentes a estes estudos, pautado na modelagem hidrodinâmica de transporte de sedimentos, ferramentas de hidrologia estatística e uso de múltiplos cenários, o Procedimento Metodológico para Redução de Incertezas na Previsão do Assoreamento de Reservatórios (PRIPAR - NH). Identificou-se que: séries de vazões com maior variabilidade resultam em um aporte de sedimento maior quando comparado à somatório de seu valor médio, e quanto maior a variabilidade maior o aporte resultante; séries com mesmo aporte de sedimentos e maior parte nos primeiros anos do reservatório resultam em assoreamento mais rápido devido a relativa alta Eficiência de Retenção de sedimentos nos primeiros anos e sua redução com a evolução do assoreamento; e, comprovou-se que modelos estocásticos para geração de séries sintéticas produzirão séries ligeiramente diferentes caso aplicados mais de uma vez, mesmo quando utilizando parâmetros de calibração iguais, causando significativa diferença na previsão do assoreamento. O PRIPAR - NH foi aplicado no estudo de caso do reservatório da PCH Mogi-Guaçu. Os 50 cenários analisados suportam a hipótese, apresentando amplitude de 12,4% do volume assoreado calculado, com média de 48,1% de seu volume em 50 anos. / The hydrologic forecast is a stochastic process that relays on a random factor. It present uncertainties by itself, but when used for reservoir sedimentation studies this uncertain are maximized due the fact that sediment load relates with flow discharge by a power type function. Empirical and semi-empirical methods for reservoir sedimentation forecast, widely used in Brazil, neglects important hydraulic phenomena that governs the instantaneous sediment transport behavior. Uncertainties and errors in reservoirs useful life estimation during feasibility studies are detrimental for the process of choosing which reservoir should be build and/or if the reservoir should be build. This study identified how hydrologic forecast and flow variability affects reservoir sedimentation studies, by means of hypothetical ideal scenarios and validations of the hypothesis in a study case. It also proposed a process flowchart for reservoir sedimentation studies able reduces uncertainty by the use of sediment transport modelling, statistical tools applied in hydrology and multiple scenarios, the PRIPAR-NH. It was identified that: as the degree of variability in flow data series increases, sediment loads also increase in comparison with the value calculated by the average flow; for the same sediment income, data series that presents most part of the sediment loads in the early years of the reservoir operation presents a faster sedimentation, it is explained by the fact the sediment Trap Efficiency reduces along the time due the reservoir storage capacity loss; and, it was proved that stochastic model will produce different data series if applied more than once, even when using the same calibration parameters, and it affects significantly the sedimentation forecast results. The PRIPAR-NH was applied to assess the sedimentation in Mogi-Guaçu Hydropower reservoir. The 50 analyzed scenarios support the study main hypotheses, presenting results for sedimentation volume ranging in 12.4%. The average sedimentation volume found was 48.1% for a 50 years scenario.

Ao longo das últimas décadas, o reservatório de Barra Bonita vem sofrendo com a degradação da qualidade de suas águas, uma vez que os seus principais tributários (rios Piracicaba e Tietê) estão inseridos em regiões de alto desenvolvimento antrópico. O monitoramento da qualidade das águas vem sofrendo mudanças substanciais, ao considerar o sedimento como um sítio integrador dos processos ocorridos na coluna d\'água e uma fonte contínua de poluição, já que em algumas condições pode haver ressuspensão de poluentes e/ou contaminantes. Neste sentido, este trabalho teve por objetivo a avaliação qualitativa dos sedimentos dos principais compartimentos iniciais (rios Piracicaba e Tietê), sob aspectos físicos, químicos e biológicos, considerando a destinação da água para abastecimento público e produção de energia elétrica e a inserção destes compartimentos no ecossistema do reservatório. Foram coletadas amostras ao longo de cada tributário desde o início do represamento até a região de confluência, e analisadas as concentrações de metais totais e biodisponíveis, nutrientes, matéria orgânica, granulometria, efeito tóxico sobre organismos-teste, densidade de microrganismos de interesse público e levantamento do uso e ocupação dos solos da bacia, a partir de 1960. Verificou-se, a partir da implantação do reservatório, intensas mudanças no cenário urbano, resultante do êxodo rural, com acelerado processo de industrialização nas regiões de influência do reservatório. Os resultados indicam o rio Tietê como sendo o mais intensamente afetado por estas atividades, apresentando altas concentrações de nutrientes, alta densidades de indicadores de contaminação de origem fecal, alta poluição por metais (Mn, Cd, Pb e Ni) sendo grande parte deste de alta mobilidade, ou seja, fracamente aderidos as partículas de sedimento, representando toxicidade para os organismos teste utilizados (Daphnia similis e Chironomus xanthus). Desta forma, os sedimentos representam uma fonte contínua de degradação da qualidade das águas deste sistema, causando prejuízos de ordem social, econômica e ambiental. / Along the last decades, Barra Bonita reservoir has been suffering with its water quality degradation, once its major\'s tributaries (Piracicaba and Tietê rivers) are inserted in high anthropic development regions. The monitoring of the water quality has suffered substancial changes, when considering the sediment as an integrator site of the processes ocurred in the water column and as a continued form of polution, since in some conditions there may be polutents and/or contaminents ressuspension. In this way, the work had as an objective the sediments qualitative evaluation of the major initial compartments (Piracicaba and Tietê rivers), under physical, chemical and biological aspects, considering the destination of the water public supply and the electrical energy production and these compartments insertion into the reservoir\'s ecosystem. Samples were colected along each tributary from the begining of the restraining area until the confluence region, and analysed the total and bioavailable metals, nutrients, organic matter, granulating metry, toxicant effect over test-organisms, public interest microrganisms density and recognization of the basin soil\'s use and occupation, since 1960. It was found, that due to the reservoir implantation, intense changes in the urban scenery, resulting from rural exodus, with accelerated industrialization process in the reservoir influence regions. The results indicate river Tietê as being the most intensively affected by these activities, presenting high nutrients concentration, high density of fecal origem contaminators indicators, high polution by metals (Mn, Cd, Pb, Ni), being in the greater part of high mobility ones, so, weakly adhered to sediment particles, representing toxicity to the test-organisms used (Daphnia similis and Chironomus xanthus). This way, the sediments represent a continuous source of the system water quality degradation, causing damage to social, economical and enviromental orders.

A modelagem unidimensional tem sido adotada desde os anos 1980, com sucesso nas práticas de engenharia, para a caracterização do regime de transporte de sedimentos de longo termo. É também uma importante ferramenta para o entendimento da dinâmica sedimentar de bacias e gestão de sedimentos em reservatórios. Esta pesquisa teve como objetivo aplicar a modelagem unidimensional de transporte de sedimentos na bacia do reservatório Taiaçupeba, São Paulo, Brasil, a partir do sistema computacional HEC-RAS, orientada à estimativa das descargas sólidas afluentes ao reservatório. O período de coleta de dados coincidiu com a estiagem de 2013-2015 na Região Sudeste, o que contribuiu com a análise crítica do método e dos resultados, cuja discussão ressalta o uso da modelagem unidimensional como instrumento eficaz de validação das curvas de sedimento para caracterização do regime de transporte. As funções de capacidade de transporte de Laursen-Copeland e Toffaleti mostraram-se aplicáveis a esse sistema fluvial, bem como os métodos de encouraçamento de fundo de Hirano e Thomas-Copeland. Os coeficientes de Manning ajustados foram considerados preliminares e dados de campo adicionais são encorajados para refinar seu ajuste e incorporar maior acurácia na estimativa do perfil da linha d\'água em trabalhos futuros. Além disso, são apresentadas recomendações metodológicas ao monitoramento fluvissedimentométrico que contribuem com a sistematização das técnicas e tecnologias disponíveis à pesquisa hidrossedimentológica. / One-dimensional modeling has been successfully adopted since the 1980s in engineering practices to assess long-term sediment transport regimes. It is also an important tool for the understanding of sediment dynamics in watersheds and sediment management in reservoirs. The objective of this research was to apply the one-dimensional sediment transport modeling in the Taiacupeba reservoir basin, located in Sao Paulo, Brazil, implemented on HEC-RAS, aiming to estimate longterm loads into the reservoir. The data collection period coincided with the drought of 2013-2015 in Southeastern Brazil, which contributed to the critical analysis of the method and results, whose discussion highlights the use of one-dimensional modeling as an effective instrument for validating sediment curves. The transport capacity functions of Laursen-Copeland and Toffaleti have been shown to be applicable to this river system, as well as the bed sorting and armoring methods of Hirano and Thomas-Copeland. The Manning coefficients were considered preliminary and additional field data are encouraged to enhance its adjustment and incorporate greater accuracy in estimating the water surface profile in future work. Besides, methodological recommendations for sediment monitoring are presented, contributing to the systematization of available techniques and technologies applied to sediment research.

O estudo do transporte de sedimentos, partindo da estimativa de estruturas turbulentas relevantes, constituiu o principal foco deste trabalho. Assim, a equação de transporte de massa (advecção-difusão) foi aplicada em conjunto com as equações de Navier-Stokes e da continuidade filtradas. Neste contexto, houve a necessidade de uma descrição conveniente da turbulência, o que ocorreu mediante a aplicação da simulação de grandes escalas acoplada a modelos de viscosidade turbulenta sub-malha. O método de fronteira imersa foi utilizado na modelação da interface sólido/fluido, representada pela geometria de fundo dos canais. As equações de Navier-Stokes filtradas e da continuidade foram resolvidas numericamente pelo método de passos fracionados, o qual estabeleceu o almejado acoplamento entre ambas. Na discretização das equações governantes foi utilizado o método de diferenças finitas, aplicado sobre malhas deslocadas. Os esquemas explícitos de Adams-Bashforth (de segunda e quarta ordens) foram utilizados no avanço temporal das velocidades do escoamento e das concentrações de sedimentos. Uma nova formulação para a velocidade de sedimentação foi desenvolvida analiticamente, enquanto que eventuais fluxos de ressuspensão foram impostos como condição de contorno no fundo do canal. Todos os códigos computacionais, que estabeleceram as diretrizes e a lógica de cálculo, foram criados no contexto deste trabalho. Os resultados obtidos indicam que a simulação de grandes escalas, associada ao método de fronteira imersa, considerando velocidade de sedimentação conforme aqui modelada, e ainda utilizando a equação de advecção-difusão para o transporte de massa, constituem ferramentas altamente adequadas à estimativa do transporte de sedimentos pela água. / The goal of this work is the research of sediment transport phenomena, deriving from outstanding turbulent eddies estimative. Thus, the mass transport equation (advection-diffusion) was connected with the filtered Navier-Stokes and continuity equations. In this context, the large-eddy simulation and sub-grid viscosity modeling established a convenient description of turbulence effects. The immersed boundary method was applied to model solid/fluid interface, represented here by the shapes of channel bottom. The filtered Navier-Stokes and continuity equations were solved by the fractional step method. The equations were discretized with the finite difference method, applied over staggered grids, whereas explicit Adams-Bashforth schemes (second and forth orders) were used in temporal advancement of velocities and sediment concentration fields. A new analytical formulation for settling velocity was obtained, while fortuitous re-suspension flux was applied like a boundary condition in the channel bottom. The computational code was totally developed in this work. The results of present simulations show that large-eddy simulation coupled to the immersed boundary method, considering, yet, the settling velocity of particles and the advection-diffusion equation for mass transport, constitute potential tools for sediment transport evaluation in water flows.

Os sedimentos marinhos são receptores finais de vários compostos da coluna de água, possuindo uma participação ativa nos ciclos biogeoquímicos. Comunidades microbianas possuem um papel crucial nestes ciclos, sendo responsáveis por grande parte da remineralização da matéria orgânica em sedimentos superficiais. Foram realizados dois experimentos com simulações de processos oceanográficos em microcosmos: Enriquecimento Orgânico, testando a diferença entre a chegada de fitoflagelados e diatomáceas no sedimento e Ressuspensão, simulando a passagem de frente fria. Foram analisados os compostos referentes à qualidade e quantidade da matéria orgânica sedimentar, assim como o fluxo de nutrientes da interface água-sedimento. No Experimento Enriquecimento, as diferentes algas causaram respostas distintas nos processos de degradação da matéria orgânica, aumentando a qualidade e o metabolismo das comunidades presentes, além de modificar os fluxos de nutrientes, sendo notada uma resposta mais rápida nos mecanismos de degradação devido à adição do fitoflagelados. No Experimento Ressuspensão, o distúrbio físico ocasionou uma resposta imediata e significativa na liberação dos nutrientes do sedimento para a interface água-sedimento e alterações nas concentrações de ácidos graxos, principalmente nos dois primeiros dias após a simulação. Logo, os diferentes eventos oceanográficos simulados comprovaram sua influência frente aos processos biogeoquímicos, principalmente na disponibilidade de ácidos graxos e na liberação de nutrientes para a água sobrejacente / Marine sediments are the final receivers of many organic compounds from the water column, playing an important role in biogeochemical cycles. Microbial communities are important to these cycles as they remineralize organic matter within surface sediments. Microcosm experiments were conducted to simulate two important oceanographic processes: Organic Enrichment, to test differences between sinking patterns of phytoflagellates and diatoms and Resuspension, simulating the passage of a cold front. The quality and amount of the organic matter was assessed, as well as the nutrient flow between the sediment-water interface. In the Enrichment Experiment, distinctive responses in the degradation processes were noted between treatments where the addition of phytoflagellates increased the quality of the organic matter, caused faster metabolism communities present in the sediment, and modify the patterns of nutrient flux rates. In the Resuspension Experiment, the physical disturbance caused an immediate and significant release of nutrients from the sediment to the sediment-water interface and changed the in the concentrations of fatty acid content most notably during two days after the resuspension event. Thus, the different simulated oceanographic events influenced biogeochemical processes, particularly in the availability of fatty acids and the release of nutrients to the overlying water