Com o quadro de escassez hídrica apresentado nos últimos anos no estado de São Paulo, cada vez é mais evidente a necessidade do planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos de forma racional, compartilhada e sustentável. Além do aumento da demanda por água devido ao contínuo crescimento populacional, somam-se, ao desafio da gestão integrada dos recursos hídricos, as alterações climáticas que vêm sendo observadas ao longo das últimas décadas. Diante a situação apresentada, essa pesquisa teve como objetivo avaliar, de forma quantitativa, as possíveis alterações no regime hidrológico no conjunto de reservatórios do Sistema Cantareira, em diferentes cenários de mudanças climáticas futuras. O simulador climático MAGICC/SCENGEN foi utilizado para estimar as alterações climáticas previstas para o ano de 2100 em dois diferentes cenários de emissões de gases de efeito estufa, A1FIMI e B2MES. As variações de temperatura e precipitação foram incorporadas às séries climatológicas observadas na região em estudo. Para simular o comportamento das bacias contribuintes ao Sistema Cantareira, foi selecionado o modelo hidrológico SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure). As séries alteradas de temperatura e precipitação serviram como dados de entrada do modelo hidrológico calibrado. As séries de vazões originadas desse processo, referentes aos dois cenários futuros A1FIMI e B2MES, foram comparadas às séries de vazões simuladas pelo modelo hidrológico no período de 1990 a 2010. Os resultados indicam queda no regime de vazões para os dois cenários futuros analisados, com diminuição mais acentuada para o cenário A1FIMI, de alta emissão de gases de efeito estufa. A diminuição nas vazões mostra-se preocupante, principalmente por se tratar do principal sistema de abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo, o que traz à tona a necessidade de repensar as medidas adotadas para a exploração dos recursos hídricos no Sistema Cantareira. / The recent water shortages in the state of São Paulo, highlight the increasingly need for rational and sustainable water resources management. The increase in water demand due to continuous populational growth associated with climate changes observed in the past decades challenge the integrated management of water resources. Given this context, this research aimed to evaluate possible changes in the hydrological cycle of the Cantareira System reservoirs associated to different future climate change scenarios. A climate scenario generator (MAGICC/SCENGEN) was used to estimate the climate for the year 2100 with two different greenhouse gas emissions scenarios, A1FIMI and B2MES. Variations in temperature and precipitation were incorporated into climatological series observed in the study area. The SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) hydrologic model was used to simulate the behavior of the Cantareira System catchment basins. The altered temperature and precipitation series were used as input data in the calibrated hydrologic model. The discharge series of the two future scenarios obtained were compared to discharges simulated in recent climate conditions (series from 1990 to 2010) with the same hydrologic model. The results show a drop in the discharge series for the two future scenarios analyzed, with more marked decrease for A1FIMI, a scenario with higher greenhouse gases emissions. The decrease in discharge rates is a concern, especially because the Cantareira System is the main water system to supply São Paulo´s metropolitan area. This highlights a need to rethink the water use and management in the Cantareira System.

Introdução: Os problemas ambientais estão ocorrendo cada vez com mais freqüência, e um destes problemas está relacionado com a água, pois águas de boa qualidade na natureza estão ficando mais escassas. Objetivo: O objetivo do presente estudo é avaliar as condições ambientais em que se encontram as águas captadas por 4 estações de tratamento de água, sendo cada uma delas localizadas em 4 cidades, as quais são: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista e Mairiporã; e cujas águas são pertencentes aos mananciais que fazem parte do Sistema Cantareira. Metodologia: A metodologia está baseada a partir de dados secundários obtidos de relatórios e análises realizadas pela SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo), no período de 2002 a 2008. Uma das formas de avaliação dos efeitos da poluição causados por mudanças ambientais ou atividades antrópicas, sobre a vida aquática dos mananciais, pode ser com o uso de bioindicadores. Variáveis bióticas e abióticas são as ferramentas deste estudo que estão inter-relacionadas, dependendo da influência que uma causa sobre a outra. Como variável biótica que indica poluição, destaca-se as cianobactérias, por serem estas resistentes aos poluentes. Este trabalho busca informações de variáveis abióticas em decorrência da própria mudança ambiental, para melhor avaliação sobre as variáveis bióticas fornecidas por microrganismos planctônicos como o crescimento de cianobactérias em águas continentais, por exemplo, aumento de poluentes como o excesso de nitrogênio e fósforo total do corpo dágua, alterações de natureza climática como a variação de temperatura da água, e a concentração de oxigênio dissolvido da água. Para efeito de comparação com as cianobactérias, foram utilizadas as algas verdes, desta forma procurou-se avaliar num determinado período de tempo as condições ambientais das águas captadas pelas estações de tratamento situadas ao longo do Sistema Cantareira, mostrando que o crescimento da densidade de cianobactérias aponta para um aumento gradual de poluição. Resultados: Os resultados indicam que no período do estudo, houve um aumento no número de cianobactérias em todos os reservatórios considerados: Bragança Paulista (75 por cento), Piracaia (105 por cento), Nazaré Paulista (22 por cento) e Mairiporã (179 por cento) / Introduction: The environmental problems are happening every time with more frequency, and one of these problems is related with the water, because waters of good quality in the nature are being scarcer. Objective: The objective of the present study is to evaluate the environmental conditions in that meet the waters captured by 4 water treatment plants, being located each one of them in 4 cities, which are: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista and Mairiporã; and whose waters are belonging to the sources that are part of the Cantareira System. Method: The methodology is based starting from obtained secondary data of reports and analyses accomplished by SABESP (Company of Basic Sanitation of the State of São Paulo), in the period from 2002 to 2008. One in the ways of evaluation of the effects of the pollution caused by environmental changes or anthropogenic activities, about the aquatic life of the watershed, it can be with the bioindicators use. Variable biotics and abiotics are the tools of this study that are interrelated, depending on the influence that a cause on the other. As variable biotic that indicates pollution, stands out the cianobactérias, for they be these resistant ones to the pollutants. This work search for information of abiotic variables due to the own environmental change, for better evaluation on the biotic variables supplied by planktonic microorganisms as the cyanobacteria growth in continental waters, for example, increase of pollutants as the excess of nitrogen and total phosphorus of the body of water, alterations of climatic nature as the variation of temperature of the water, and the concentration of dissolved oxygen of the water. For comparison effect with the cyanobacterias, the green algae were used, this way it tried to evaluate in a certain period of time the environmental conditions of the waters captured by the treatment plants located along the Cantareira System, showing that the growth of the cyanobacteria density indicate for a gradual increase of pollution. Results: The results indicate that in the period of the study, there was an increase in the cyanobacteria number in all the considered reservoirs: Bragança Paulista (75per cent), Piracaia (105per cent), Nazaré Paulista (22per cent) and Mairiporã (179per cent)

O reservatório Paiva Castro é o último reservatório de uma série de cinco barragens em cascata, que formam o Sistema Cantareira, um dos principais sistemas de abastecimento de água na Grande São Paulo. Sua biomonitoramento é uma ferramenta importante para compreender o estado ecológico do reservatório, bem como para avaliar as situações que estão causando mudanças na qualidade e quantidade da água. No presente estudo, com base em características físicas e químicos da água e atributos ecológicos do fitoplâncton e zooplâncton, verificou-se a existência de compartimentação (heterogeneidade espacial horizontal) e heterogeneidade temporal no Reservatório Paiva Castro. Foram realizadas duas coletas, uma na estação seca (maio e junho) e outra na estação chuvosa (novembro e dezembro) em 2014. O ano 2014 teve um período de seca atípica, o que desencadeou o problema da crise da água que afetou a dinâmica dos reservatórios na Região Metropolitana de São Paulo. As amostras foram coletadas em 9 pontos ao longo Reservatório Paiva Castro. As variáveis temperatura, pH, condutividade e oxigénio dissolvido foram medidos in situ com sonda multiparamétrica. A matéria suspensa, os nutrientes e pigmentos foram medidos no laboratório. Amostras de plâncton foram coletadas na zona fótica com a boca da rede na profundidade da zona eufótica. O reservatório foi classificado como oligotrófico durante a seca e mesotrófico na estação chuvosa; no entanto, os parâmetros físicos e químicos estavam de acordo com CONAMA 357. Dois compartimentos foram identificados através da análise de variáveis limnológicas (profundidade, sólidos suspensos totais e nutrientes) e das comunidades de fitoplâncton e zooplâncton: a zona afetada pela entrada rio Juqueri e b) a zona de transição que integra o canal de barragem e compartimentos. A densidade e biovolume/biomassa também aumentaram nesse sentido. A heterogeneidade temporal foi ainda mais evidenciado pelas características químicas e físicas, do que pelas comunidades planctônicas. Em relação ao fitoplâncton, o Bacillariophyceae e Chlorophyceae apresentou a maior densidade, Cryptophyceae e Dinophyceae o maior biovolume. As espécies Choricystis minor, Cylindrospermopsis c.f. raciborskii e Peridinium umbonatum foram espécies com maior densidade e Cryptomonas c.f. erosa e Peridinium umbonatum foram as espécies com maior biovolume. A disponibilidade de nutrientes (nitrogênio e fósforo) e concentração de matéria em suspensão na coluna de água foram, provavelmente, as variáveis que mais influenciaram a densidade e biovolume do fitoplâncton. Para o zooplâncton, a maior riqueza de espécies foi registrada na estação seca, no entanto, que os valores mais altos de biomassa e densidade do zooplâncton foram registrados durante a estação chuvosa. Rotíferos teve a maior riqueza e densidade, mas estiveram pouco representados na biomassa. Cladóceros tiveram a maior biomassa na estação chuvosa, mas os copépodos representados por formas jovens (copépodos náuplios e copepoditos), tiveram as maiores biomassa na estação seca, e os cladóceros foram o grupo representativo desse atributo. O rotífero Kellicottia Bostoniensis foi a espécie representante da densidade biomassa de zooplâncton. Conochilus unicornis, Gastropus hyptopus, Asplachna priodonta, Bosminopsis deitersi, Bosmina hagmanni foram as espécies com maior densidade e biomassa. As concentrações de material em suspensão na coluna de água, a disponibilidade de alimento (clorofila a) e o tempo de residência foram, provavelmente, as variáveis que influenciaram a estrutura da comunidade de zooplâncton. De acordo com os resultados, o reservatório Paiva Castro é compartimentado e influenciado pelas características e eventos que ocorrem nos reservatórios a montante / The Paiva Castro reservoir is the last reservoir of a series of five dams in cascade, which form the Cantareira System, one of the main water supply systems in the Greater São Paulo. Its biomonitoring is an important tool to understand the reservoir ecological status, as well as to evaluate situations that are causing changes in the water quality and quantity. In the present study, based on physical and chemical water characteristics and on phytoplankton and zooplankton ecological attributes it was found the existence of compartmentalization (horizontal spatial heterogeneity) and temporal heterogeneity in Paiva Castro reservoir. Two samplings were performed, one during the dry season (May and June) and the other one in the rainy season (November and December) on 2014. The year 2014 was a period of atypical drought, which triggered the problem of water crisis affecting the reservoirs dynamics on the Metropolitan Region of São Paulo. The samples were collected at 9 points along Paiva Castro reservoir. Were analysed the variables: temperature, pH, conductivity and dissolved oxygen were measured in situ with multiparameter probe and nutrients, suspended matter and pigments on the laboratory. Plankton samples were collected in the photic zone with the mouth of the network in the depth of the photic zone; Reservoir was classified as oligotrophic during dry and mesotrophic on the rainy season; however, the physical and chemical parameters were in accordance with CONAMA 357. Two compartments were identified through the analysis of limnological variables (depth, total suspended solids and nutrients) and the planktonica communities whose density and biovolume / biomass for phytoplankton and zooplankton increased upstream-downstream direction: the zone affected by the river input Juqueri and b) the transition zone integrating the channel and compartments dam. Chemical and physical characteristics rather than the planktonic communities further evidenced the temporal heterogeneity. Regarding the phytoplankton, the Bacillariophyceae and Chlorophyceae showed the highest density, Cryptophyceae and Dinophyceae the largest biovolume. The Choricystis minor species Cylindrospermopsis c.f. raciborskii and Peridinium umbonatum were species with the highest density and Cryptomonas c.f. erosa and Peridinium umbonatum were the species with the largest biovolume. The availability of nutrients (nitrogen and phosphorus) and suspended matter concentrations in the water column were probably the variables that most influence the density and biovolume of the phytoplankton community. For the zooplankton, the largest richness was recorded in the dry season, however, that the highest density and zooplankton biomass were recorded during the rainy season. Rotifers had the largest richness and density, but were under represented in biomass. Cladocerans had the highest biomass in the rainy season, but the copepods represented by young forms (copepod nauplii and copepodites), had the greatest biomass in the dry season, and the cladocerans the representative group of this attribute. The rotifer Kellicottia bostoniensis was representative specie of the zooplankton density and biomass. Conochilus unicornis, Gastropus hyptopus, Asplachna priodonta, Bosminopsis deitersi, Bosmina hagmanni were the species with the highest density and biomass. The suspended material concentrations in the water column, the food availability (chlorophyll a) and the residence time were probably the variables that influence the zooplankton community structure. According to the results, the Paiva Castro reservoir is compartmentalized and influenced by the characteristics and events that happen in the upstream reservoirs

Introdução: Os problemas ambientais estão ocorrendo cada vez com mais freqüência, e um destes problemas está relacionado com a água, pois águas de boa qualidade na natureza estão ficando mais escassas. Objetivo: O objetivo do presente estudo é avaliar as condições ambientais em que se encontram as águas captadas por 4 estações de tratamento de água, sendo cada uma delas localizadas em 4 cidades, as quais são: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista e Mairiporã; e cujas águas são pertencentes aos mananciais que fazem parte do Sistema Cantareira. Metodologia: A metodologia está baseada a partir de dados secundários obtidos de relatórios e análises realizadas pela SABESP (Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo), no período de 2002 a 2008. Uma das formas de avaliação dos efeitos da poluição causados por mudanças ambientais ou atividades antrópicas, sobre a vida aquática dos mananciais, pode ser com o uso de bioindicadores. Variáveis bióticas e abióticas são as ferramentas deste estudo que estão inter-relacionadas, dependendo da influência que uma causa sobre a outra. Como variável biótica que indica poluição, destaca-se as cianobactérias, por serem estas resistentes aos poluentes. Este trabalho busca informações de variáveis abióticas em decorrência da própria mudança ambiental, para melhor avaliação sobre as variáveis bióticas fornecidas por microrganismos planctônicos como o crescimento de cianobactérias em águas continentais, por exemplo, aumento de poluentes como o excesso de nitrogênio e fósforo total do corpo dágua, alterações de natureza climática como a variação de temperatura da água, e a concentração de oxigênio dissolvido da água. Para efeito de comparação com as cianobactérias, foram utilizadas as algas verdes, desta forma procurou-se avaliar num determinado período de tempo as condições ambientais das águas captadas pelas estações de tratamento situadas ao longo do Sistema Cantareira, mostrando que o crescimento da densidade de cianobactérias aponta para um aumento gradual de poluição. Resultados: Os resultados indicam que no período do estudo, houve um aumento no número de cianobactérias em todos os reservatórios considerados: Bragança Paulista (75 por cento), Piracaia (105 por cento), Nazaré Paulista (22 por cento) e Mairiporã (179 por cento) / Introduction: The environmental problems are happening every time with more frequency, and one of these problems is related with the water, because waters of good quality in the nature are being scarcer. Objective: The objective of the present study is to evaluate the environmental conditions in that meet the waters captured by 4 water treatment plants, being located each one of them in 4 cities, which are: Bragança Paulista, Piracaia, Nazaré Paulista and Mairiporã; and whose waters are belonging to the sources that are part of the Cantareira System. Method: The methodology is based starting from obtained secondary data of reports and analyses accomplished by SABESP (Company of Basic Sanitation of the State of São Paulo), in the period from 2002 to 2008. One in the ways of evaluation of the effects of the pollution caused by environmental changes or anthropogenic activities, about the aquatic life of the watershed, it can be with the bioindicators use. Variable biotics and abiotics are the tools of this study that are interrelated, depending on the influence that a cause on the other. As variable biotic that indicates pollution, stands out the cianobactérias, for they be these resistant ones to the pollutants. This work search for information of abiotic variables due to the own environmental change, for better evaluation on the biotic variables supplied by planktonic microorganisms as the cyanobacteria growth in continental waters, for example, increase of pollutants as the excess of nitrogen and total phosphorus of the body of water, alterations of climatic nature as the variation of temperature of the water, and the concentration of dissolved oxygen of the water. For comparison effect with the cyanobacterias, the green algae were used, this way it tried to evaluate in a certain period of time the environmental conditions of the waters captured by the treatment plants located along the Cantareira System, showing that the growth of the cyanobacteria density indicate for a gradual increase of pollution. Results: The results indicate that in the period of the study, there was an increase in the cyanobacteria number in all the considered reservoirs: Bragança Paulista (75per cent), Piracaia (105per cent), Nazaré Paulista (22per cent) and Mairiporã (179per cent)

Neste trabalho, buscou-se caracterizar o regime natural de vazões dos principais rios da bacia do rio Piracicaba e identificar as alterações ocorridas nesse regime, principalmente em decorrência da implantação dos reservatórios do Sistema Cantareira. As análises foram feitas com base nas séries de vazões médias diárias de seis postos fluviométricos situados na bacia (prefixo DAEE: 3D-001, 3D-002, 3D- 006, 3D-009, 4D-001 e 4D-007). Foi utilizado o software IHA (Indicators of Hydrologic Alteration), o qual calcula 33 parâmetros hidrológicos relevantes ecologicamente, que caracterizam a magnitude, o tempo, a frequência, a duração e a taxa de flutuações das vazões, além de dividir a vazão ambiental em cinco componentes: vazões extremas baixas, vazões baixas, pulsos de vazão alta, pequenas cheias e grandes cheias. As séries foram divididas em dois períodos, pré e pós impacto, sendo considerado como ano do impacto o ano correspondente a data da ruptura da homogeneidade das séries de vazões, verificada por meio do teste não paramétrico de Pettitt. Foram determinados pelo software IHA, para o período pós impacto, os fatores de alteração hidrológica de cada um dos 33 parâmetros hidrológicos e as mudanças ocorridas nos componentes da vazão ambiental. Para os rios influenciados pelo Sistema Cantareira, foi constatado que no período pós impacto (a partir das décadas de 1970/80), no geral, houve uma diminuição nas vazões médias de aproximadamente 24% (posto 3D-006) no rio Atibaia, 50% (posto 3D-009) e 34% (posto 4D-001) no rio Jaguari, e 14% (posto 4D- 007) no rio Piracicaba, principalmente no período seco (abril a setembro). Verificou-se também uma redução no valor da mediana das vazões mínimas anuais de 7 dias consecutivos igual a 25% (posto 3D-006), 56% (posto 3D-009), 43% (posto 4D-001) e 15% (posto 4D-007) e aumento na duração e na frequência de ocorrência das vazões mais baixas. Foi também constatado, nesses postos, a diminuição na duração das vazões altas, bem como o aumento nas taxas de ascensão e recessão dessas vazões. As mudanças mais significativas ocorreram no rio Jaguari, seguido pelo rio Atibaia e foram menos significativas no rio Piracicaba, o qual se encontra mais distante dos reservatórios. Já para o rio Camanducaia (sem influência do Sistema Cantareira), após a década de 1970, não houve mudança no valor da mediana das vazões mínimas anuais de 7 dias consecutivos e constatou-se, no geral, um aumento nas vazões médias de aproximadamente 21% (posto 3D-001) e 14% (posto 3D-002), assim como o aumento na frequência de ocorrência das vazões máximas, porém, as mudanças não foram tão significativas como nos demais rios. / The aim in this paper was to characterize the natural flow regime of the main rivers of Piracicaba River basin and identify the alterations in this regime, mainly due to the implementation of Cantareira System reservoirs. The analyzes were based on the average daily flow series from six fluviometric stations in the basin (DAEE prefix: 3D- 001, 3D-002, 3D-006, 3D-009, 4D-001 and 4D-007). The IHA (Indicators of Hydrologic Alteration) software was used to calculate 33 hydrological parameters ecologically relevant, that characterizes the magnitude, timing, frequency, duration and rate of flow changes, besides spliting the environmental flow into five components: extreme low flows, low flows, high flow pulses, small floods and large floods. The daily flow series were divided into two periods, pre and post impact, and it was considered as the year of the impact the year that corresponding to the breaking of homogeneity date from the flow series, verified by the nonparametric Pettitt test. It was determined by the IHA software, for post impact period, the Hydrological Alteration factors of the 33 hydrologic parameters and the changes in the environmental flow components. For the rivers influenced by Cantareira System, it was observed that in the post impact period (from 1970/80s), overall, there was a decrease in the mean flow, approximately 24% (3D-006 station) in Atibaia River, 50% (3D-009 station) and 34% (4D-001 station) in Jaguari River, and 14% (4D-007 station) in Piracicaba River, mainly in the dry season (April to September). There was also a decrease in the median of the annual seven days minimum flows by 25% (3D- 006 station), 56% (3D-009 station), 43% (4D-001 station) and 15% (4D-007 station), and an increase in the frequency and duration of the lower flows. It was also found for these stations a decrease in the duration of high flows as well as an increase in the rise rates and the fall rates of these flows. The most significant changes occurred in Jaguari River, followed by the Atibaia River and were less significant in the Piracicaba River, which is the farthest from the reservoirs. For the Camanducaia River (without influence from Cantareira System), after the 1970s, there was no change in the median of the annual seven days minimum flows and it was observed, overall, an increase in the mean flow by 21% (3D-001 station) and 14% (3D-002 station), as well as an increase in the frequency of the maximum flows, however, the changes were not as significant as in the other rivers.

Submitted by FREDERICO GUILHERME DE SOUZA BEGHELLI null (fred_sb@hotmail.com) on 2016-06-30T14:31:43Z No. of bitstreams: 1 Tese FGS Beghelli pós defesa.pdf: 5934177 bytes, checksum: e4854bca81e1bf6b16a09e2e66675e57 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-07-04T14:05:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 beghelli_fgs_dr_soro.pdf: 5934177 bytes, checksum: e4854bca81e1bf6b16a09e2e66675e57 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-04T14:05:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 beghelli_fgs_dr_soro.pdf: 5934177 bytes, checksum: e4854bca81e1bf6b16a09e2e66675e57 (MD5) Previous issue date: 2016-05-12 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Vivemos atualmente, um cenário de crise hídrica mundial. Tal crise inclui tanto aspectos quantitativos quanto qualitativos ameaçando a segurança hídrica das sociedades humanas e os ecossistemas do planeta Terra. No Brasil, a região hidrográfica do Paraná destaca-se como região com maior densidade populacional, desenvolvimento econômico e industrial do país sendo, portanto, a região com maior demanda pelo recurso. No Estado de São Paulo desenha-se uma situação de crise hídrica agravada em ambos os aspectos. Do ponto de vista qualitativo, a Região Metropolitana de São Paulo destaca-se como aquela cujos mananciais encontram-se em situação mais impactada. O Sistema Cantareira, composto por um conjunto de cinco reservatórios é um dos principais sistemas fornecedores de água para esta região de intensas demandas e geradora de grandes impactos ambientais. A poluição de ambientes aquáticos por metais e metaloides é um problema mundial e frequentemente associado aos impactos gerados por regiões urbanas e industrializadas. Um agravante deste tipo de poluição, é o fato de os metais e metaloides não serem metabolizados pela biota, de forma que estes elementos tendem a se acumular, especialmente nos sedimentos, ao longo do tempo, com possibilidade de poluição das águas e dos organismos que habitam os ecossistemas aquáticos. Neste estudo, foram levantados dados referentes a qualidade da água e dos sedimentos de três reservatórios pertencentes ao Sistema Cantareira (Jaguari e Jacareí sendo consideradas como um único reservatório). Posteriormente, foram realizados estudos da fauna de macroinvertebrados bentônicos destes locais e experimentos com o intuito de se verificarem as respostas destes organismos à poluição das águas e sedimentos por metais e metaloides. Os resultados obtidos, indicaram poluição das águas e dos sedimentos destes reservatórios por diferentes elementos químicos (Al, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn). Foi verificado, com dados de campo e testes estatísticos, que alterações morfológicas em larvas de Chironomidae variavam em função do aumento das concentrações de cobre nos sedimentos e que estas concentrações eram suficientes para provocar bioacumulação nos organismos. Posteriormente, demonstrou-se com um experimento in situ, que os sedimentos do reservatório Paiva Castro estavam poluídos e foram capazes de induzir efeitos letais e subletais em larvas de Chironomus sancticaroli. A realização de um experimento similar em laboratório e com sedimentos formulados resultou na conclusão de que as concentrações de cobre nos sedimentos, de fato induzem efeitos tóxicos sobre as larvas desta espécie, incluindo o aumento de “danos totais” (alterações morfológicas ou morte) a concentrações próximas às registradas no Paiva Castro. Por fim, utilizando-se modelos estatísticos e o conjunto de dados obtidos em campo, foi possível demonstrar os efeitos da toxicidade de diferentes metais (Al, Cr e Cu) em nível de comunidade, fornecendo-se as bases para o desenvolvimento de um índice da comunidade de macroinvertebrados bentônicos específico para poluição por metais para a região de estudo. / A global water crisis is in course. This crisis include quantitative and qualitative aspects and it threatens the water security of human societies and of the Earth’s ecosystems. In Brazil, the Paraná hydrographic region is the one with highest population density, economic and industrial development. As consequence, it is the hydrographic region in Brazil that demands highest amounts of water. São Paulo state is suffering the effects of the hydrological crisis. Qualitatively, the Metropolitan Region of São Paulo includes some of the most impaired aquatic environments. The Cantareira Complex is formed by five reservoirs. It is one of the main water suppliers of the region, which has high water demand and produces intensive environmental impairments. The pollution of aquatic environments by metals and metalloids is a worldwide problem and it is frequently related to the impairments generated in urban and industrialized regions. A problem related with this type of pollution is the fact that metals and metalloids are not metabolized by biota. As consequence, these chemicals have the tendency to accumulate through the time in the environment, especially in the sediments. Therefore, the pollution of the sediments can favor water pollution and the contamination of organisms living in aquatic ecosystems. In the present research, data referring to water and sediment quality from three reservoirs from Cantareira Complex (Jaguari and Jacareí were considered as a whole) were obtained. Posteriorly, the benthic macroinvertebrates fauna from those reservoirs were analyzed in order to verify the impacts of metal pollution over them. Experiments aiming to verify the responses of these organisms to sediment pollution by metals, especially copper were performed. The results points that water and sediments of the reservoirs analyzed here are polluted by metals and metalloids (Al, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn). From field data and statistical analyses, it could be concluded that morphological alterations in Chironomidae larvae varied as a response to copper concentration in the sediments and that the copper concentrations were sufficiently high to cause bioaccumulation in the organisms. Posteriorly, it was demonstrated by an in situ assay that sediments from Paiva Castro were really contaminated and them induced lethal and sublethal effects on Chironomus sancticaroli larvae. A similar experiment performed in laboratory with spiked sediments leads to the conclusion that the copper in the sediments really can produce toxic effects on the larvae. Toxic effects included an increasing in “total damage” probabilities (morphological alteration or death) and they were recorded at concentrations similar to that recorded in the sediments from Paiva Castro reservoir. Another analysis included the use of statistical models to predict response of the organisms collected in the field to the toxicity of metals considering the community level. With this last approach, some basis to the development of a benthic macroinvertebrates community index to the assessment of pollution by metals (Al, Cr e Cu) in the region of Cantareira Complex was provided. / FAPESP: 2013/03494-4

O reservatório Paiva Castro é o último reservatório de uma série de cinco barragens em cascata, que formam o Sistema Cantareira, um dos principais sistemas de abastecimento de água na Grande São Paulo. Sua biomonitoramento é uma ferramenta importante para compreender o estado ecológico do reservatório, bem como para avaliar as situações que estão causando mudanças na qualidade e quantidade da água. No presente estudo, com base em características físicas e químicos da água e atributos ecológicos do fitoplâncton e zooplâncton, verificou-se a existência de compartimentação (heterogeneidade espacial horizontal) e heterogeneidade temporal no Reservatório Paiva Castro. Foram realizadas duas coletas, uma na estação seca (maio e junho) e outra na estação chuvosa (novembro e dezembro) em 2014. O ano 2014 teve um período de seca atípica, o que desencadeou o problema da crise da água que afetou a dinâmica dos reservatórios na Região Metropolitana de São Paulo. As amostras foram coletadas em 9 pontos ao longo Reservatório Paiva Castro. As variáveis temperatura, pH, condutividade e oxigénio dissolvido foram medidos in situ com sonda multiparamétrica. A matéria suspensa, os nutrientes e pigmentos foram medidos no laboratório. Amostras de plâncton foram coletadas na zona fótica com a boca da rede na profundidade da zona eufótica. O reservatório foi classificado como oligotrófico durante a seca e mesotrófico na estação chuvosa; no entanto, os parâmetros físicos e químicos estavam de acordo com CONAMA 357. Dois compartimentos foram identificados através da análise de variáveis limnológicas (profundidade, sólidos suspensos totais e nutrientes) e das comunidades de fitoplâncton e zooplâncton: a zona afetada pela entrada rio Juqueri e b) a zona de transição que integra o canal de barragem e compartimentos. A densidade e biovolume/biomassa também aumentaram nesse sentido. A heterogeneidade temporal foi ainda mais evidenciado pelas características químicas e físicas, do que pelas comunidades planctônicas. Em relação ao fitoplâncton, o Bacillariophyceae e Chlorophyceae apresentou a maior densidade, Cryptophyceae e Dinophyceae o maior biovolume. As espécies Choricystis minor, Cylindrospermopsis c.f. raciborskii e Peridinium umbonatum foram espécies com maior densidade e Cryptomonas c.f. erosa e Peridinium umbonatum foram as espécies com maior biovolume. A disponibilidade de nutrientes (nitrogênio e fósforo) e concentração de matéria em suspensão na coluna de água foram, provavelmente, as variáveis que mais influenciaram a densidade e biovolume do fitoplâncton. Para o zooplâncton, a maior riqueza de espécies foi registrada na estação seca, no entanto, que os valores mais altos de biomassa e densidade do zooplâncton foram registrados durante a estação chuvosa. Rotíferos teve a maior riqueza e densidade, mas estiveram pouco representados na biomassa. Cladóceros tiveram a maior biomassa na estação chuvosa, mas os copépodos representados por formas jovens (copépodos náuplios e copepoditos), tiveram as maiores biomassa na estação seca, e os cladóceros foram o grupo representativo desse atributo. O rotífero Kellicottia Bostoniensis foi a espécie representante da densidade biomassa de zooplâncton. Conochilus unicornis, Gastropus hyptopus, Asplachna priodonta, Bosminopsis deitersi, Bosmina hagmanni foram as espécies com maior densidade e biomassa. As concentrações de material em suspensão na coluna de água, a disponibilidade de alimento (clorofila a) e o tempo de residência foram, provavelmente, as variáveis que influenciaram a estrutura da comunidade de zooplâncton. De acordo com os resultados, o reservatório Paiva Castro é compartimentado e influenciado pelas características e eventos que ocorrem nos reservatórios a montante / The Paiva Castro reservoir is the last reservoir of a series of five dams in cascade, which form the Cantareira System, one of the main water supply systems in the Greater São Paulo. Its biomonitoring is an important tool to understand the reservoir ecological status, as well as to evaluate situations that are causing changes in the water quality and quantity. In the present study, based on physical and chemical water characteristics and on phytoplankton and zooplankton ecological attributes it was found the existence of compartmentalization (horizontal spatial heterogeneity) and temporal heterogeneity in Paiva Castro reservoir. Two samplings were performed, one during the dry season (May and June) and the other one in the rainy season (November and December) on 2014. The year 2014 was a period of atypical drought, which triggered the problem of water crisis affecting the reservoirs dynamics on the Metropolitan Region of São Paulo. The samples were collected at 9 points along Paiva Castro reservoir. Were analysed the variables: temperature, pH, conductivity and dissolved oxygen were measured in situ with multiparameter probe and nutrients, suspended matter and pigments on the laboratory. Plankton samples were collected in the photic zone with the mouth of the network in the depth of the photic zone; Reservoir was classified as oligotrophic during dry and mesotrophic on the rainy season; however, the physical and chemical parameters were in accordance with CONAMA 357. Two compartments were identified through the analysis of limnological variables (depth, total suspended solids and nutrients) and the planktonica communities whose density and biovolume / biomass for phytoplankton and zooplankton increased upstream-downstream direction: the zone affected by the river input Juqueri and b) the transition zone integrating the channel and compartments dam. Chemical and physical characteristics rather than the planktonic communities further evidenced the temporal heterogeneity. Regarding the phytoplankton, the Bacillariophyceae and Chlorophyceae showed the highest density, Cryptophyceae and Dinophyceae the largest biovolume. The Choricystis minor species Cylindrospermopsis c.f. raciborskii and Peridinium umbonatum were species with the highest density and Cryptomonas c.f. erosa and Peridinium umbonatum were the species with the largest biovolume. The availability of nutrients (nitrogen and phosphorus) and suspended matter concentrations in the water column were probably the variables that most influence the density and biovolume of the phytoplankton community. For the zooplankton, the largest richness was recorded in the dry season, however, that the highest density and zooplankton biomass were recorded during the rainy season. Rotifers had the largest richness and density, but were under represented in biomass. Cladocerans had the highest biomass in the rainy season, but the copepods represented by young forms (copepod nauplii and copepodites), had the greatest biomass in the dry season, and the cladocerans the representative group of this attribute. The rotifer Kellicottia bostoniensis was representative specie of the zooplankton density and biomass. Conochilus unicornis, Gastropus hyptopus, Asplachna priodonta, Bosminopsis deitersi, Bosmina hagmanni were the species with the highest density and biomass. The suspended material concentrations in the water column, the food availability (chlorophyll a) and the residence time were probably the variables that influence the zooplankton community structure. According to the results, the Paiva Castro reservoir is compartmentalized and influenced by the characteristics and events that happen in the upstream reservoirs

Com o quadro de escassez hídrica apresentado nos últimos anos no estado de São Paulo, cada vez é mais evidente a necessidade do planejamento e gerenciamento dos recursos hídricos de forma racional, compartilhada e sustentável. Além do aumento da demanda por água devido ao contínuo crescimento populacional, somam-se, ao desafio da gestão integrada dos recursos hídricos, as alterações climáticas que vêm sendo observadas ao longo das últimas décadas. Diante a situação apresentada, essa pesquisa teve como objetivo avaliar, de forma quantitativa, as possíveis alterações no regime hidrológico no conjunto de reservatórios do Sistema Cantareira, em diferentes cenários de mudanças climáticas futuras. O simulador climático MAGICC/SCENGEN foi utilizado para estimar as alterações climáticas previstas para o ano de 2100 em dois diferentes cenários de emissões de gases de efeito estufa, A1FIMI e B2MES. As variações de temperatura e precipitação foram incorporadas às séries climatológicas observadas na região em estudo. Para simular o comportamento das bacias contribuintes ao Sistema Cantareira, foi selecionado o modelo hidrológico SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure). As séries alteradas de temperatura e precipitação serviram como dados de entrada do modelo hidrológico calibrado. As séries de vazões originadas desse processo, referentes aos dois cenários futuros A1FIMI e B2MES, foram comparadas às séries de vazões simuladas pelo modelo hidrológico no período de 1990 a 2010. Os resultados indicam queda no regime de vazões para os dois cenários futuros analisados, com diminuição mais acentuada para o cenário A1FIMI, de alta emissão de gases de efeito estufa. A diminuição nas vazões mostra-se preocupante, principalmente por se tratar do principal sistema de abastecimento da Região Metropolitana de São Paulo, o que traz à tona a necessidade de repensar as medidas adotadas para a exploração dos recursos hídricos no Sistema Cantareira. / The recent water shortages in the state of São Paulo, highlight the increasingly need for rational and sustainable water resources management. The increase in water demand due to continuous populational growth associated with climate changes observed in the past decades challenge the integrated management of water resources. Given this context, this research aimed to evaluate possible changes in the hydrological cycle of the Cantareira System reservoirs associated to different future climate change scenarios. A climate scenario generator (MAGICC/SCENGEN) was used to estimate the climate for the year 2100 with two different greenhouse gas emissions scenarios, A1FIMI and B2MES. Variations in temperature and precipitation were incorporated into climatological series observed in the study area. The SMAP (Soil Moisture Accounting Procedure) hydrologic model was used to simulate the behavior of the Cantareira System catchment basins. The altered temperature and precipitation series were used as input data in the calibrated hydrologic model. The discharge series of the two future scenarios obtained were compared to discharges simulated in recent climate conditions (series from 1990 to 2010) with the same hydrologic model. The results show a drop in the discharge series for the two future scenarios analyzed, with more marked decrease for A1FIMI, a scenario with higher greenhouse gases emissions. The decrease in discharge rates is a concern, especially because the Cantareira System is the main water system to supply São Paulo´s metropolitan area. This highlights a need to rethink the water use and management in the Cantareira System.

Neste trabalho, buscou-se caracterizar o regime natural de vazões dos principais rios da bacia do rio Piracicaba e identificar as alterações ocorridas nesse regime, principalmente em decorrência da implantação dos reservatórios do Sistema Cantareira. As análises foram feitas com base nas séries de vazões médias diárias de seis postos fluviométricos situados na bacia (prefixo DAEE: 3D-001, 3D-002, 3D- 006, 3D-009, 4D-001 e 4D-007). Foi utilizado o software IHA (Indicators of Hydrologic Alteration), o qual calcula 33 parâmetros hidrológicos relevantes ecologicamente, que caracterizam a magnitude, o tempo, a frequência, a duração e a taxa de flutuações das vazões, além de dividir a vazão ambiental em cinco componentes: vazões extremas baixas, vazões baixas, pulsos de vazão alta, pequenas cheias e grandes cheias. As séries foram divididas em dois períodos, pré e pós impacto, sendo considerado como ano do impacto o ano correspondente a data da ruptura da homogeneidade das séries de vazões, verificada por meio do teste não paramétrico de Pettitt. Foram determinados pelo software IHA, para o período pós impacto, os fatores de alteração hidrológica de cada um dos 33 parâmetros hidrológicos e as mudanças ocorridas nos componentes da vazão ambiental. Para os rios influenciados pelo Sistema Cantareira, foi constatado que no período pós impacto (a partir das décadas de 1970/80), no geral, houve uma diminuição nas vazões médias de aproximadamente 24% (posto 3D-006) no rio Atibaia, 50% (posto 3D-009) e 34% (posto 4D-001) no rio Jaguari, e 14% (posto 4D- 007) no rio Piracicaba, principalmente no período seco (abril a setembro). Verificou-se também uma redução no valor da mediana das vazões mínimas anuais de 7 dias consecutivos igual a 25% (posto 3D-006), 56% (posto 3D-009), 43% (posto 4D-001) e 15% (posto 4D-007) e aumento na duração e na frequência de ocorrência das vazões mais baixas. Foi também constatado, nesses postos, a diminuição na duração das vazões altas, bem como o aumento nas taxas de ascensão e recessão dessas vazões. As mudanças mais significativas ocorreram no rio Jaguari, seguido pelo rio Atibaia e foram menos significativas no rio Piracicaba, o qual se encontra mais distante dos reservatórios. Já para o rio Camanducaia (sem influência do Sistema Cantareira), após a década de 1970, não houve mudança no valor da mediana das vazões mínimas anuais de 7 dias consecutivos e constatou-se, no geral, um aumento nas vazões médias de aproximadamente 21% (posto 3D-001) e 14% (posto 3D-002), assim como o aumento na frequência de ocorrência das vazões máximas, porém, as mudanças não foram tão significativas como nos demais rios. / The aim in this paper was to characterize the natural flow regime of the main rivers of Piracicaba River basin and identify the alterations in this regime, mainly due to the implementation of Cantareira System reservoirs. The analyzes were based on the average daily flow series from six fluviometric stations in the basin (DAEE prefix: 3D- 001, 3D-002, 3D-006, 3D-009, 4D-001 and 4D-007). The IHA (Indicators of Hydrologic Alteration) software was used to calculate 33 hydrological parameters ecologically relevant, that characterizes the magnitude, timing, frequency, duration and rate of flow changes, besides spliting the environmental flow into five components: extreme low flows, low flows, high flow pulses, small floods and large floods. The daily flow series were divided into two periods, pre and post impact, and it was considered as the year of the impact the year that corresponding to the breaking of homogeneity date from the flow series, verified by the nonparametric Pettitt test. It was determined by the IHA software, for post impact period, the Hydrological Alteration factors of the 33 hydrologic parameters and the changes in the environmental flow components. For the rivers influenced by Cantareira System, it was observed that in the post impact period (from 1970/80s), overall, there was a decrease in the mean flow, approximately 24% (3D-006 station) in Atibaia River, 50% (3D-009 station) and 34% (4D-001 station) in Jaguari River, and 14% (4D-007 station) in Piracicaba River, mainly in the dry season (April to September). There was also a decrease in the median of the annual seven days minimum flows by 25% (3D- 006 station), 56% (3D-009 station), 43% (4D-001 station) and 15% (4D-007 station), and an increase in the frequency and duration of the lower flows. It was also found for these stations a decrease in the duration of high flows as well as an increase in the rise rates and the fall rates of these flows. The most significant changes occurred in Jaguari River, followed by the Atibaia River and were less significant in the Piracicaba River, which is the farthest from the reservoirs. For the Camanducaia River (without influence from Cantareira System), after the 1970s, there was no change in the median of the annual seven days minimum flows and it was observed, overall, an increase in the mean flow by 21% (3D-001 station) and 14% (3D-002 station), as well as an increase in the frequency of the maximum flows, however, the changes were not as significant as in the other rivers.

Trabalhos de cunho historiográfco que visam resgatar a produção científica e tecnológica de um país tem auxiliado a compreender e a classificar seu nível de desenvolvimento frente a estas questões. Com este trabalho, espera-se dar início no Departamento de Hidráulica e Saneamento (SHS) da Escola de Engenharia de São Carlos, a um levantamento historiográfico da produção tecnológica e científica de seus pós-graduandos e professores. Para tanto, resgata-se um trabalho realizado entre o final da década de 1960 e início da década de 1970, pela Cátedra de Mecânica dos Fluidos (precursora do SHS), que teve como objetivo prever a vazão de água do túnel 2 do Sistema Cantareira de abastecimento de água para a região metropolitana de São Paulo. Nesta galeria foi realizado um ensaio original com circulação de ar, para o qual foram desenvolvidos métodos e técnicas a fim de verificar a vazão e auxiliar no seu dimensionamento, para garantir uma adução de 33 \'M POT.3\'/s. Mediante o levantamento, organização cronológica e análise dos documentos produzidos pelos autores do referido ensaio, resgatam-se as influências teóricas que nortearam as metodologias, as técnicas e tecnologias e analisam-se, de acordo com os registros documentais, a execução e resultados alcançados pelos ensaios. / Works that have as objective to review the scientific and technological production of a country have helped to understand and to measure its level of development regarding these questions. With this work, hopefully a historical survey of the technological and scientific production of its graduate students and teachers begins at the Departamento de Hidráulica e Saneamento (SHS) at the Escola de Engenharia de São Carlos. In this way, a work that was carried out between the end of the 1960\'s and beginning of the 1970\'s, by the chair of fluid mechanics (precursor of the SHS), which had as objective to foresee the water flow rate at tunnel 2 of the Cantareira water project for the metropolitan area of São Paulo. An original test using air circulation was carried out in the tunnel. Methods and techniques were developed in order to verify the flow rate and check its size, to guarantee 33 \'M POT.3\'/s of flow. The documents produced by the authors of the test were surveyed, organized chronologically and analyzed, seeking to infer the theoretical influences that had guided the methodologies, to describe the techniques and technologies and to analyze, in accordance with the document registers, the execution and results reached from the tests.