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Caracterização espaço-temporal de plumas de sedimentos por sensoriamento remoto: um estudo de caso na foz do rio Paraíba do Sul. / Space-Time characterization of sediments plumes for remote sensoring: a case study in the Foz do Rio Paraíba do Sul.Kelly Ferreira Esch 29 January 2010 (has links)
Sedimentos em suspensão representam um dos principais fatores que afetam a qualidade dos sistemas aquáticos no mundo; influenciam os processos geomórficos de construção da paisagem e podem indicar problemas de erosão e perda de solo na bacia hidrográfica contribuinte. O seu monitoramento espacial e temporal é fundamental nas atividades de gestão ambiental de áreas costeiras. Nesse sentido, a hipótese básica desta pesquisa é que o padrão espacial e temporal de plumas de sedimentos costeiras associado ao regime hidrológico do rio pode ser caracterizado a partir de imagens orbitais de média resolução espacial. Para comprová-la, elegeu-se a foz do rio Paraíba do Sul como área de estudo para definição e teste metodológico, e formulou-se como principal objetivo mapear qualitativamente a pluma costeira deste rio a partir de imagens Landsat 5 e CBERS-2, ao longo do período compreendido entre 1985 e 2007. As datas avaliadas foram criteriosamente definidas através de três estratégias de análise, totalizando cinqüenta imagens. Pesquisa bibliográfica e avaliação da resposta espectral da feição de interesse nas imagens selecionadas consistiram nas etapas principais da definição da metodologia. As plumas foram então identificadas, mapeadas e extraídas; posteriormente, suas características espaciais e temporais foram analisadas por intermédio de sistemas de informação geográfica e avaliadas em conjunto com dados históricos de vazão. Os resultados indicam que a banda do vermelho forneceu uma melhor discriminação interna da pluma, sendo, portanto, utilizada como base para as análises realizadas neste trabalho. Com exceção do procedimento de correção atmosférica, a metodologia proposta consiste na utilização de técnicas simples de processamento digital de imagens, baseadas na integração de técnicas semi-automáticas e de análise visual. A avaliação do padrão dos sedimentos e dos mapas temáticos qualitativos de concentração de sedimentos em suspensão indica a forte diferenciação existente entre cenários representativos de épocas de cheia e seca do rio. Análises espaciais do comportamento da pluma contribuem ainda para um maior conhecimento do espaço geográfico, fornecendo subsídios aos mais variados setores do planejamento e gestão ambiental. / Suspended sediments are a major factor affecting water quality in aquatic ecosystems of the world; they do influence the geomorphological processes of environmental formation and may indicate erosion problems and loss of ground on the contributing watershed. Its spatial and temporal monitoring is fundamental in the activities of the environmental management of the coastal areas. In that direction, the basic hypothesis of this research is that the spatial and temporal pattern of coastal plumes of sediments associated to the hydrological regime of the river may be characterized from orbital images of medium spatial resolution. To prove this, it was elected the mouth of Paraiba do Sul river as study area for defining and testing the methodology, which was formulated as principal purpose to map qualitatively the coastal plumes of this river from the images of Landsat 5 and CBERS-2, from the period between 1985 and 2007. The evaluated dates were defined with criteria through three strategies of analysis, totaling fifty images. Literature review and evaluation of the spectral response of the feature of interest consisted on the main steps of the definition of the methodology. The plumes were so identified, mapped and extracted; afterward, its spatial and temporal characteristics were analyzed by geographical information systems and evaluated together with historical data of river discharge. The results indicate that the red band yielded a better internal discrimination of the plume, being, therefore, used as basis to the analyses realized on this work. With exception of the procedure of atmospheric correction, the methodology proposal consists on the utilization of simple techniques of digital processing of images, based on the integration of semi-automatic and visual analyses techniques. The evaluation of the sediments pattern and qualitative thematic maps of suspended particulate matter indicates the strong differentiation existing between scenarios representing the periods of high and low waters of the river. Spatial analyses of the behavior of the plumes even contribute to a better knowledge of the geographical space, supplying subsidies to the most assorted sectors of environmental planning and management.
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Diagnóstico hidrossedimentológico da Bacia do Arroio Cadena - Santa Maria/RS / Hydrosedimetological diagnosis of the Cadena Stream Basin - Santa Maria/RSIlha, Róbson 20 August 2014 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The steady growth of cities along with the urbanization process has caused major
changes in the natural environment, being part of the problem is a result of lack of
knowledge of the dynamics that natural processes have. In the city of Santa Maria
the population density and expansion process of the urban area were responsible for
several modifications, among which we can cite the replacement of vegetation with
pavements, changes in the form of relief, pollution of water resources and the various
changes in drainage channels. Thus, studies of sediment loads in urban rivers are
absolutely necessary to generate knowledge and appropriate technology
development to minimize impacts to the environment. The aim of this study was to
evaluate the relationships, the spatial and temporal behavior of
hydrosedimentological processes in the watershed of the stream Cadena - Santa
Maria / RS. The study area is the portion of the watershed of the stream with
Cadena flow in Irmã Dulce section and two basins built this. Flow measurements and
collecting suspended sediments in three locations along the canal for a spatial
analysis of the data were performed. Temporal analysis were considered in the data
obtained from Walter Jobim section that had one limnigraf. Sought to identify the
main variables related to rain and the flow that control the transport of suspended
sediment in the events in the basin. Pearson's coefficient was used to make this
check, followed by an attempt to indicate a statistical model. The Cadena stream
showed a high content of organic matter present in the samples reaching a value of
88% of the total suspended load. In eight of the twelve events monitored the
concentration of organic matter was higher in the most downstream section,
indicating an increase along the channel. Rainfall is less influential in the regime of
flows when it is lower than your average (137mm), suggesting that in this situation
the contributions coming from the urban drainage and sewer systems begin to exert
greater influence under the regime of flow. During the study period the stream
Cadena no tendency to erosion or deposition of sediment. It was observed that in the
months from September to November there is a significant increase in sediment yield
in the basin, a phenomenon that is part of the intra-annual climate variability in the
region. The variables related to flow and rainfall events analyzed showed a good
correlation with the concentration of suspended sediment measured (Cssmeasured).
The simple regression model between Qmax and Cssmeasured showed a coefficient of
determination (R ²) of 0.78, suggesting that the maximum flow is a good indicator of
the transport of suspended sediment in the basin study. / O constante crescimento das cidades junto com o processo de urbanização tem ocasionado
grandes alterações no meio natural, sendo que parcela do problema é resultado da falta de
conhecimento da dinâmica que os processos naturais possuem. Na cidade de Santa Maria o
processo de adensamento populacional e expansão da área urbana foram responsáveis por
diversas modificações, entre as quais se pode citar a substituição da vegetação por
pavimentações, alterações na forma do relevo, poluição dos recursos hídricos e as mais
diversas alterações nos canais de drenagem. Desse modo, estudos de quantidade de
sedimentos em rios urbanos são absolutamente necessários para se gerar conhecimento e
desenvolvimento tecnológico adequado para a minimização dos impactos causados ao
ambiente. O objetivo desse estudo foi avaliar as relações, o comportamento espacial e
temporal dos processos hidrossedimentológicos na bacia hidrográfica do arroio Cadena
Santa Maria/RS. A área de estudo do trabalho é a porção da bacia hidrográfica do arroio
Cadena com exutório na seção Irmã Dulce e em duas bacias embutidas a essa. Foram
realizadas medições de vazão e coleta de sedimentos em suspensão em três locais ao
longo do canal para uma análise espacial dos dados. Na análise temporal foram
considerados os dados obtidos na seção Walter Jobim que contava com um linígrafo.
Buscou-se identificar as principais variáveis relacionadas à chuva e a vazão que controlam o
transporte de sedimentos em suspensão nos eventos na bacia. Foi utilizado o coeficiente de
Pearson para fazer essa verificação, seguido de uma tentativa de indicar um modelo
estatístico. O arroio Cadena apresentou um alto teor de matéria orgânica presente nas
amostras chegando até o valor de 88% do total da carga suspensa. Em oito dos doze
eventos monitorados a concentração de matéria orgânica foi maior na seção mais a jusante,
indicando um acréscimo ao longo do canal. A precipitação é menos influente no regime das
vazões quando ela é inferior que sua média (137mm), sugerindo que nessa situação as
contribuições oriundas da drenagem e sistemas de esgoto urbanos passam a exercer uma
maior influência sob o regime das vazões. No período de estudo o arroio Cadena não
apresentou tendência à erosão e nem a deposição do sedimento. Foi observado que nos
meses de setembro a novembro há um significativo aumento na produção de sedimentos na
bacia, fenômeno esse que faz parte da variabilidade intra-anual climática da região. As
variáveis relacionadas à vazão e a precipitação dos eventos analisados apresentaram uma
boa correlação com a concentração de sedimentos em suspensão medida (Cssmedida). O
modelo de regressão simples entre a Qmáx e a Cssmedida apresentou um coeficiente de
determinação (R²) de 0,78, sugerindo que a vazão máxima é uma boa indicadora do
transporte de sedimentos em suspensão na bacia de estudo.
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Estudo da concentração de sedimentos em suspensão no reservatório de Mogi-Guaçu (SP) / Study of suspended sediment concentration in Mogi-Guaçu (SP) reservoirBruno Bernardo dos Santos 21 July 2015 (has links)
Os processos hidrossedimentológicos são complexos e dependem de diversos fatores. Entendê-los requer alto grau de especialização de mão de obra, além da utilização de equipamentos e técnicas ainda incipientes no país. O monitoramento hidrossedimentológico com dados confiáveis de concentração de sedimentos em suspensão pode ser problemático quando são empregados métodos convencionais, pois geralmente os mesmos apresentam medições com quantidade de postos e frequências inferiores aos desejáveis, limitando estudos e a gestão de recursos hídricos quando se trata de reservatórios. Nesse contexto, esta dissertação apresenta um estudo realizado no reservatório da Pequena Central Hidrelétrica Mogi-Guaçu (SP) na qual realizou-se a correlação dos dados de concentração de sedimentos em suspensão mensuradas com dispositivo automático (LISST-100X) e por amostragem convencional (Garrafa Van Dorn). Por meio de regressões lineares e testes estatísticos avaliou-se a eficiência da técnica de difração à laser, e se estimaram as concentrações de sedimentos em suspensão para as duas campanhas realizadas. Analisando os resultados obtidos, confirmou-se estatisticamente que dentre todos os cenários de regressões lineares adotados, o modelo que divide o reservatório em setores apresentou melhores estimativas de concentração, inferindo-se que a concentração do sedimento em suspensão possui um comportamento característico ao segmento do reservatório de Mogi-Guaçu. Notou-se também, a redução da concentração entre as duas campanhas realizadas, decorrente principalmente pela redução da velocidade do fluxo d\'água. Desse modo, a sonda LISST-100X, se mostrou viável para o estudo de caso. Ressalta-se que a utilização desta sonda possibilitou a obtenção de um número maior de dados do que os obtidos por meio do emprego de técnica convencional, possibilitando uma análise mais completa do reservatório e reduzindo significativamente o trabalho de campo, laboratório e escritório. / Hydrosedimentological processes are complex and depend on many factors and understanding them requires a high degree of labor specialization, as well as the use of equipment and techniques still incipient in Brazil. The hydrosedimentological monitoring with reliable sediment concentration data may be problematic when conventional methods are used. Its measurements are usually undertaken at a number of stations and frequencies below the desired ones, which limit studies and the management of water resources of reservoirs. This dissertation reports on a study on the Mogi-Guaçu (SP) Small Hydroelectric Plant reservoir and the correlation between the suspended sediment sample data measured by an automatic device (LISST-100X) and conventional sampling conducted by a Van Dorn sampler. The laser diffraction efficiency was evaluated by linear regression and statistical tests and the concentration of suspended sediment was estimated for the two campaigns. The results show the model that divides the reservoir into sectors provided better estimates of concentration and the concentration of suspended sediment exhibited a characteristic behavior for the segment of Mogi-Guaçu reservoir. A reduction in the concentration, caused mainly by a decrease in the water flow speed, was also observed between the two campaigns and laser diffraction proved feasible for the case study. This methodology enables the obtaining of a larger amount of data than that achieved by conventional techniques, a more complete analysis of the shell and significant reductions in the field, laboratory and office work.
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Análises hidrogeomorfológicas para comparação de duas bacias hidrográficas contribuintes do reservatório de Itaipu / Hidrogeomorphologic and hidrosedimentologic analyses to compare two watersheds of Itaipu reservoirAguiar, Alexandre Marques de 05 August 2009 (has links)
Neste estudo, o objetivo foi realizar análises hidrogeomorfológicas e hidrossedimentológicas para comparar duas bacias hidrográficas contribuintes do reservatório de Itaipu, ou seja, foram analisadas as bacias hidrográficas dos rios Iguatemi - MS e Piquiri - PR. As análises hidrogeomorfológicas das bacias hidrográficas visaram identificar o potencial para geração, mobilização e estocagem de sedimentos em suspensão. As análises hidrossedimentológicas permitiram estimar a produção especifica de sedimentos em suspensão diária (Pss ton/km²/dia) e com isto, foi possível complementar as análises hidrogeomorfológicas para verificar as contribuições das bacias hidrográficas no aporte de sedimentos em suspensão em direção ao ambiente aquático do reservatório de Itaipu. O uso de imagem multiespectral coletada pelo satélite QuickBird permitiu representar espacialmente o fluxo de sedimentos em suspensão provenientes das bacias hidrográficas nas áreas de suas desembocaduras, e avaliar por meio da interpretação visual as diferentes colorações da água na área de confluência com o rio Paraná. Foi constatado na data de passagem do satélite que na bacia hidrográfica do rio Iguatemi a Pss foi em média 4 vezes superior em relação a Pss da bacia hidrográfica do rio Piquiri, mesmo tendo a bacia hidrográfica do rio Iguatemi área de drenagem e descarga líquida menor quando comparada com a bacia hidrográfica do rio Piquiri. De acordo com as análises hidrogeomorfológicas e hidrossedimentológicas atualmente a bacia hidrográfica do rio Iguatemi apresenta-se mais sujeita aos processos erosivos quando comparada com a bacia hidrográfica do rio Piquiri. Sendo assim, são necessários estudos contínuos destes sistemas fluviais, e o desenvolvimento deste estudo pode ser utilizado no intuito de fornecer subsídios a novas pesquisas, além de novas informações pertinentes aos programas de preservação do meioambiente realizados pela Itaipu Binacional, sobretudo, a gestão dos recursos hídricos sob a ótica da bacia hidrográfica. / The aim of this research was to perform hidrogeomorphologic and hidrosedimentologic analyses and comparing two watersheds that drain into the reservoir Itaipu: Iguatemi-MS and Piquiri-PR. The hidrogeomorphologic analyses of the watersheds comprised evaluations of the potential sediment load yield through selected morfometric parameters. The hidrosedimentologic analyses emphasized evaluations of the specific sediment load yield (ton/km²/day) and hidrogeomorphologic analyses to verify sediment load carried into to the aquatic habitat of the Itaipu reservoir.The preliminary results indicated that Pss in Iguatemi river watershed was on average 4 times above Pss of Piquiri river watershed, when satellite Quickbird collected multispectral high-spatial-resolution remote sensing imagery on the rivers mouths. According to the hidrogeomorphologic and hidrosedimentologic analyses the Iguatemi river watershed has currently more potencial to develop erosion processes than Piquiri river watershed. Therefore, monitoring studies should be develop for these river systems in order to identifie the mean reasons and variables for that tendence. This study provide support to new researchs and to the conservation of the environment system the resevoir Itaipu.
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Variabilidade espacial e temporal da distribuição do material particulado em suspensão nas proximidades do canal de navegação da baía de Sepetiba (RJ) / Spatial and temporal distribution of suspended particulate matter near the navigation channel of Sepetiba bay (RJ)Mariana Tramujas Gutierrez 31 May 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo teve como objetivo principal caracterizar os padrões de distribuição do material particulado em suspensão ao longo da baía de Sepetiba, associando as variabilidades espaciais e temporais com ciclos de maré. Além disso, o estudo também avalia a utilização de equipamentos acústicos como ferramentas à estimativa das concentrações de material particulado em suspensão. A aquisição de dados foi realizada num total de sete campanhas realizadas entre novembro de 2010 e dezembro de 2011. Sete estações foram posicionadas nas proximidades do canal principal de acesso à baía, ao longo de um transecto que se estende do seu interior até sua desembocadura. As sete campanhas amostrais se distribuem em duas séries longas, de 13 e 25 horas, de aquisição em um ponto fixo, e cinco amostragens ao longo das estações. A aquisição de dados envolve: coleta de amostras de água, utilizadas nas estimativas das concentrações de material particulado; coleta de sedimentos de fundo para caracterização granulométrica das estações amostradas; perfis de parâmetros físico-químicos; dados de correntômetria adquiridos junto ao fundo. O processamento das amostras de água e sedimentos foi realizado no laboratório de Geologia Marinha da Faculdade de Oceanografia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. As concentrações de material particulado em suspensão foram utilizadas na calibração de sensores acústicos e óticos, permitindo uma avaliação espaço-temporal mais detalhada dos padrões de distribuição junto ao fundo e ao longo da coluna dágua. Os dados observados permitiram identificar que as maiores concentrações de material particulado em suspensão ocorrem em condições de maré enchente, e estão associadas à assimetria de maré. A baía pode ser dividida em dois setores: um na porção mais interna, onde se observou maior influência do aporte fluvial, onde as concentrações de material particulado em suspensão respondem à propagação da pluma do canal de São Francisco; e outro que se estende da porção central até sua desembocadura, onde predomina o domínio marinho, com influência de eventos oriundos da plataforma continental. Também pode ser identificada a influência do fenômeno La Niña, que provavelmente foi responsável por: altas salinidades encontradas no interior da baía e ocorrência da Água Central do Atlântico Sul à baixas profundidades. Quanto à utilização de equipamentos acústicos nas estimativas das concentrações de material particulado, os dados se demonstraram ricos em detalhes, que permitiram avaliar o comportamento do material particulado junto ao fundo frente a diferentes condições de maré, turbulência e incidência de oscilações. / This study aimed to characterize the distribution patterns of suspended particulate matter along the Sepetiba Bay, linking spatial and temporal variability with tidal cycles. Furthermore, the study also evaluates the applicability of acoustic devices as tools for estimation of concentrations of suspended particulate matter. Data acquisition was performed in a total of seven campaigns carried out between November 2010 and December 2011. Seven stations were located near the main channel access to the bay along a transect that extends from its interior to its mouth. The seven sampling campaigns are distributed in two long series of 13 and 25 hours of acquisitions at a fixed station, and five campaigns along the transect. Data acquisition involves: collecting water samples to estimate the concentrations of particulate matter, bottom sediments collected to characterize particle size of the stations sampled; profiles of physicochemical parameters; current data obtained at the bottom. The processing of water samples and sediments was conducted in the Oceanografic Geology Laboratory Laboratório de Oceanografia Geológica of the Faculdade de Oceanografia - Universidade do Estado do Rio de Janeiro. The concentrations of suspended particulate matter were used for the calibration of acoustic and optical sensors, allowing an evaluation of more detailed spatial and temporal patterns of distribution along the bottom and along the water column. The analysis allowed to identify that the highest concentrations of suspended particulate matter occur in conditions of high tide, and are associated with tidal asymmetry (highest current velocities). The bay can be divided into two sectors: one in the northern area, where riverine characteristics are more pronounced, and concentrations of suspended particles respond to the spread of the plume of São Francisco channel, and another that extends from the central portion to its mouth, where dominate the marine domain, influenced by events from the continental shelf. It can also be identified the influence of La Niña, which was probably responsible for: high salinities found inside the bay and occurrence of South Atlantic Central Water at lower depths. Regarding the use of acoustic equipment in the estimation of concentrations of particulate matter, the results were rich in detail, which allowed us to evaluate the behavior of particulate material near the bottom for different tidal conditions, turbulence and incidence of oscillations.
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Variabilidade espacial e temporal da distribuição do material particulado em suspensão nas proximidades do canal de navegação da baía de Sepetiba (RJ) / Spatial and temporal distribution of suspended particulate matter near the navigation channel of Sepetiba bay (RJ)Mariana Tramujas Gutierrez 31 May 2012 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo teve como objetivo principal caracterizar os padrões de distribuição do material particulado em suspensão ao longo da baía de Sepetiba, associando as variabilidades espaciais e temporais com ciclos de maré. Além disso, o estudo também avalia a utilização de equipamentos acústicos como ferramentas à estimativa das concentrações de material particulado em suspensão. A aquisição de dados foi realizada num total de sete campanhas realizadas entre novembro de 2010 e dezembro de 2011. Sete estações foram posicionadas nas proximidades do canal principal de acesso à baía, ao longo de um transecto que se estende do seu interior até sua desembocadura. As sete campanhas amostrais se distribuem em duas séries longas, de 13 e 25 horas, de aquisição em um ponto fixo, e cinco amostragens ao longo das estações. A aquisição de dados envolve: coleta de amostras de água, utilizadas nas estimativas das concentrações de material particulado; coleta de sedimentos de fundo para caracterização granulométrica das estações amostradas; perfis de parâmetros físico-químicos; dados de correntômetria adquiridos junto ao fundo. O processamento das amostras de água e sedimentos foi realizado no laboratório de Geologia Marinha da Faculdade de Oceanografia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro. As concentrações de material particulado em suspensão foram utilizadas na calibração de sensores acústicos e óticos, permitindo uma avaliação espaço-temporal mais detalhada dos padrões de distribuição junto ao fundo e ao longo da coluna dágua. Os dados observados permitiram identificar que as maiores concentrações de material particulado em suspensão ocorrem em condições de maré enchente, e estão associadas à assimetria de maré. A baía pode ser dividida em dois setores: um na porção mais interna, onde se observou maior influência do aporte fluvial, onde as concentrações de material particulado em suspensão respondem à propagação da pluma do canal de São Francisco; e outro que se estende da porção central até sua desembocadura, onde predomina o domínio marinho, com influência de eventos oriundos da plataforma continental. Também pode ser identificada a influência do fenômeno La Niña, que provavelmente foi responsável por: altas salinidades encontradas no interior da baía e ocorrência da Água Central do Atlântico Sul à baixas profundidades. Quanto à utilização de equipamentos acústicos nas estimativas das concentrações de material particulado, os dados se demonstraram ricos em detalhes, que permitiram avaliar o comportamento do material particulado junto ao fundo frente a diferentes condições de maré, turbulência e incidência de oscilações. / This study aimed to characterize the distribution patterns of suspended particulate matter along the Sepetiba Bay, linking spatial and temporal variability with tidal cycles. Furthermore, the study also evaluates the applicability of acoustic devices as tools for estimation of concentrations of suspended particulate matter. Data acquisition was performed in a total of seven campaigns carried out between November 2010 and December 2011. Seven stations were located near the main channel access to the bay along a transect that extends from its interior to its mouth. The seven sampling campaigns are distributed in two long series of 13 and 25 hours of acquisitions at a fixed station, and five campaigns along the transect. Data acquisition involves: collecting water samples to estimate the concentrations of particulate matter, bottom sediments collected to characterize particle size of the stations sampled; profiles of physicochemical parameters; current data obtained at the bottom. The processing of water samples and sediments was conducted in the Oceanografic Geology Laboratory Laboratório de Oceanografia Geológica of the Faculdade de Oceanografia - Universidade do Estado do Rio de Janeiro. The concentrations of suspended particulate matter were used for the calibration of acoustic and optical sensors, allowing an evaluation of more detailed spatial and temporal patterns of distribution along the bottom and along the water column. The analysis allowed to identify that the highest concentrations of suspended particulate matter occur in conditions of high tide, and are associated with tidal asymmetry (highest current velocities). The bay can be divided into two sectors: one in the northern area, where riverine characteristics are more pronounced, and concentrations of suspended particles respond to the spread of the plume of São Francisco channel, and another that extends from the central portion to its mouth, where dominate the marine domain, influenced by events from the continental shelf. It can also be identified the influence of La Niña, which was probably responsible for: high salinities found inside the bay and occurrence of South Atlantic Central Water at lower depths. Regarding the use of acoustic equipment in the estimation of concentrations of particulate matter, the results were rich in detail, which allowed us to evaluate the behavior of particulate material near the bottom for different tidal conditions, turbulence and incidence of oscillations.
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Calibração do modelo hidrossedimentológico SWAT na bacia hidrográfica do córrego Samambaia, Goiânia - GO / Hydrosedimentological SWAT model calibration in the watershed of Fern creekVeiga, Aldrei Marucci 19 August 2014 (has links)
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Previous issue date: 2014-08-19 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / This research paper focus on the analysis of SWAT model calibration in terms of flow and sediment in Samambaia River Basin, a small watershed (32.78 km2) located at Goiânia, Brazil. Streamflow and suspended sediment daily measurements have been carried out by February to December 2013 and climatic data were obtained form a weather station located inside the basin. Terrain data such as Digital Elevation Model (DEM), soil types, and land use were on the SWAT autocalibration too as well as on SWAT-CUP software, which is a specific too for automatic calibration. Initially, the simulation run in SWAT overestimated values of runoff peak and underestimated minimum discharges. However, the peaks were minimized and minimum discharges were adjusted to the observed flows after sensitivity analysis. By using different optimization schemes (GLUE, PARASOL and SUFI-2) in SWAT-CUP, an automatic calibration analysis has been done, which presented a better fit to the observed values (start with streamflow, than move to sediment). Statistical analysis using the coefficient of Nash-Sutcliff efficiency (COE) resulted in 0.80 and 0.88 for runoff and suspended sediment, respectively, which are considered good fits between simulated and observed values. The CN parameter, which is related to soil type, land use, and infiltration, showed the highest sensitivity in the calibration. After that, the alpha factor of base flow was another which showed higher sensitivity. The higher value obtained for the Manning roughness coefficient allows runoff to be damped. With regard to sediment calibration, parameters of sediment from landscape (USLE_P and USLE_C) as well as parameters of sediment from channel (SPCON and SPEXP) have been used in the calibration, once that they have shown higher sensibility. / O objetivo desta pesquisa é fazer a análise da calibração do modelo SWAT em termos de fluxo e sedimentos na bacia do Córrego Samambaia, uma microbacia (32,78km2), localizada em Goiânia, Brasil. Medições diárias de vazões e sedimentos foram realizadas em Fevereiro a Dezembro de 2013, e os dados climáticos foram obtidos a partir de uma estação meteorológica localizada no interior da bacia. Dados do terreno, tais como Elevação Digital do Terreno (MDT), tipos de solos e usos da terra foram obtidos do Sistema de Informação e Estatística de Goiás (SIEG). Análises foram realizadas na ferramenta autocalibração do SWAT, bem como no software SWAT-CUP, que é uma ferramenta específica para a calibração automática. Inicialmente, a execução da simulação no SWAT superestimou os valores de pico do escoamento e subestimou as vazões mínimas. No entanto, os picos foram minimizados e as vazões mínimas foram ajustadas para os fluxos observados após análise de sensibilidade. Ao utilizar diferentes esquemas de otimização (GLUE, ParaSol e Sufi-2) no SWAT-CUP, uma análise de calibração automática foi feito, que apresentou um melhor ajuste aos valores observados (começando pela vazão a qual altera o sedimento). A análise estatística do coeficiente de eficiência de Nach-Sutcliffe (COE) resultou em 0,80 e 0,88 para o escoamento superficial e sedimentos em suspensão, respectivamente, que são considerados bons ajustes entre os valores simulados e observados. O parâmetro CN, que está relacionado com o tipo de solo, uso da terra e infiltração, apresentou maior sensibilidade na calibração. Depois disso, o fator alfa de fluxo de base foi outra que mostrou maior sensibilidade. Quanto maior for o valor obtido para o coeficiente de rugosidade de Manning permite que o escoamento seja amortecido. No que diz respeito a calibração dos sedimentos, os parâmetros de sedimentos de paisagem (USLE_P e USLE_C), bem como os parâmetros de sedimentos a partir do canal (SPCON e SPEXP) tem sido utilizados na calibração, uma vez que eles mostraram maior sensibilidade.
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Análises hidrogeomorfológicas para comparação de duas bacias hidrográficas contribuintes do reservatório de Itaipu / Hidrogeomorphologic and hidrosedimentologic analyses to compare two watersheds of Itaipu reservoirAlexandre Marques de Aguiar 05 August 2009 (has links)
Neste estudo, o objetivo foi realizar análises hidrogeomorfológicas e hidrossedimentológicas para comparar duas bacias hidrográficas contribuintes do reservatório de Itaipu, ou seja, foram analisadas as bacias hidrográficas dos rios Iguatemi - MS e Piquiri - PR. As análises hidrogeomorfológicas das bacias hidrográficas visaram identificar o potencial para geração, mobilização e estocagem de sedimentos em suspensão. As análises hidrossedimentológicas permitiram estimar a produção especifica de sedimentos em suspensão diária (Pss ton/km²/dia) e com isto, foi possível complementar as análises hidrogeomorfológicas para verificar as contribuições das bacias hidrográficas no aporte de sedimentos em suspensão em direção ao ambiente aquático do reservatório de Itaipu. O uso de imagem multiespectral coletada pelo satélite QuickBird permitiu representar espacialmente o fluxo de sedimentos em suspensão provenientes das bacias hidrográficas nas áreas de suas desembocaduras, e avaliar por meio da interpretação visual as diferentes colorações da água na área de confluência com o rio Paraná. Foi constatado na data de passagem do satélite que na bacia hidrográfica do rio Iguatemi a Pss foi em média 4 vezes superior em relação a Pss da bacia hidrográfica do rio Piquiri, mesmo tendo a bacia hidrográfica do rio Iguatemi área de drenagem e descarga líquida menor quando comparada com a bacia hidrográfica do rio Piquiri. De acordo com as análises hidrogeomorfológicas e hidrossedimentológicas atualmente a bacia hidrográfica do rio Iguatemi apresenta-se mais sujeita aos processos erosivos quando comparada com a bacia hidrográfica do rio Piquiri. Sendo assim, são necessários estudos contínuos destes sistemas fluviais, e o desenvolvimento deste estudo pode ser utilizado no intuito de fornecer subsídios a novas pesquisas, além de novas informações pertinentes aos programas de preservação do meioambiente realizados pela Itaipu Binacional, sobretudo, a gestão dos recursos hídricos sob a ótica da bacia hidrográfica. / The aim of this research was to perform hidrogeomorphologic and hidrosedimentologic analyses and comparing two watersheds that drain into the reservoir Itaipu: Iguatemi-MS and Piquiri-PR. The hidrogeomorphologic analyses of the watersheds comprised evaluations of the potential sediment load yield through selected morfometric parameters. The hidrosedimentologic analyses emphasized evaluations of the specific sediment load yield (ton/km²/day) and hidrogeomorphologic analyses to verify sediment load carried into to the aquatic habitat of the Itaipu reservoir.The preliminary results indicated that Pss in Iguatemi river watershed was on average 4 times above Pss of Piquiri river watershed, when satellite Quickbird collected multispectral high-spatial-resolution remote sensing imagery on the rivers mouths. According to the hidrogeomorphologic and hidrosedimentologic analyses the Iguatemi river watershed has currently more potencial to develop erosion processes than Piquiri river watershed. Therefore, monitoring studies should be develop for these river systems in order to identifie the mean reasons and variables for that tendence. This study provide support to new researchs and to the conservation of the environment system the resevoir Itaipu.
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Observação do transporte de sedimentos em suspensão ao longo do Canal Norte do rio Amazonas durante condições de baixa descarga (outubro 2008) / Observation of suspended sediment transport along North Channel of Amazon river during low discharge (October 2008)Edgard Villarinho Garcia Neto 21 October 2011 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / The Amazon river, located in northernBrazil, discharges between 80,000 and 250,000 m3s-1 of water onto the adjacent shelf, creating a plume of brackish water that extends hundreds of kilometers away from the river mouth. This river also carries a large amount of fine sediments to the ocean where fluid mud has been found in the topset and upper foreset layers of the subaqueous delta formed on the mid-shelf. One of the main goals of this dissertation is to describe how turbulence and suspended sediment concentration vary along the Northern Channel of the Amazon river. Water column measurements were carried out in October 2008 at six anchor stations (P1, P3, P5, P6, P8 e P9) located seaward of the river mouth; P1 and P9 were 125 km apart. Each station was occupied during 13 hours during which current speed and direction were continuously sampled with a 600 kHz Teledyne-RDI ADCP; hourly profiles of temperature, salinity, turbidity and depth were also obtained. Water samples were collected for determination of Suspended Particulate Matter (SPM) concentration and calibration of the turbidity sensor. Current speed reached values above 1.5 m s1 in the along-channel direction (NE-SW); a remarkable ebb-flood asymmetry was observed and flows were strongly ebb-dominated. Throughout the water column, SPM concentration at stations P1 and P3 varied between 100 and 300 mg L1 in association with the presence of freshwater. In contrast, a strong salinity gradient was observed between stations P6 and P9, coinciding with the occurrence of concentrations of SPM above 10 g L-1 (fluid mud). At stations P3, P5 and P6, interface between freshwater from the Amazon river and salt water from the continental shelf, shear stresses wereestimated through four diferents methods: Reynolds, Turbulent Kinetic Energy (TKE), modified TKE and Quadratic Law; in the nearbed region (3 mab) the computed values varied between 0 and 3 Pa. At the three stations (P3, P5 and P6) the lowest and the highest shear stress values were obtained through, respectively, the Reynolds and the TKE methods. Over the whole water column turbulence intensity was estimated through the standard deviation of the turbulent component of the along-channel current velocity (root-mean square of u); from these values, it was estimated the turbulent dissipation of energy (G), whose values at 3 mab varied between zero and 20 s1.
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Observação do transporte de sedimentos em suspensão ao longo do Canal Norte do rio Amazonas durante condições de baixa descarga (outubro 2008) / Observation of suspended sediment transport along North Channel of Amazon river during low discharge (October 2008)Edgard Villarinho Garcia Neto 21 October 2011 (has links)
Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / The Amazon river, located in northernBrazil, discharges between 80,000 and 250,000 m3s-1 of water onto the adjacent shelf, creating a plume of brackish water that extends hundreds of kilometers away from the river mouth. This river also carries a large amount of fine sediments to the ocean where fluid mud has been found in the topset and upper foreset layers of the subaqueous delta formed on the mid-shelf. One of the main goals of this dissertation is to describe how turbulence and suspended sediment concentration vary along the Northern Channel of the Amazon river. Water column measurements were carried out in October 2008 at six anchor stations (P1, P3, P5, P6, P8 e P9) located seaward of the river mouth; P1 and P9 were 125 km apart. Each station was occupied during 13 hours during which current speed and direction were continuously sampled with a 600 kHz Teledyne-RDI ADCP; hourly profiles of temperature, salinity, turbidity and depth were also obtained. Water samples were collected for determination of Suspended Particulate Matter (SPM) concentration and calibration of the turbidity sensor. Current speed reached values above 1.5 m s1 in the along-channel direction (NE-SW); a remarkable ebb-flood asymmetry was observed and flows were strongly ebb-dominated. Throughout the water column, SPM concentration at stations P1 and P3 varied between 100 and 300 mg L1 in association with the presence of freshwater. In contrast, a strong salinity gradient was observed between stations P6 and P9, coinciding with the occurrence of concentrations of SPM above 10 g L-1 (fluid mud). At stations P3, P5 and P6, interface between freshwater from the Amazon river and salt water from the continental shelf, shear stresses wereestimated through four diferents methods: Reynolds, Turbulent Kinetic Energy (TKE), modified TKE and Quadratic Law; in the nearbed region (3 mab) the computed values varied between 0 and 3 Pa. At the three stations (P3, P5 and P6) the lowest and the highest shear stress values were obtained through, respectively, the Reynolds and the TKE methods. Over the whole water column turbulence intensity was estimated through the standard deviation of the turbulent component of the along-channel current velocity (root-mean square of u); from these values, it was estimated the turbulent dissipation of energy (G), whose values at 3 mab varied between zero and 20 s1.
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