O adequado aproveitamento dos recursos hídricos está relacionado ao conhecimento dos regimes dos rios e suas sazonalidades, dos regimes pluviométricos e de uma série de informações do ciclo hidrológico, em diversas partes das bacias hidrográficas. A quantidade de material em suspensão transportado pelas águas dos rios é de grande importância, pois afeta diretamente as atividades antrópicas. Ainda é pequeno o número de estudos e monitoramentos locais e regionais consistentes sobre a concentração de sedimentos transportados pelos rios. No Brasil, as medições de vazão sólida em rios são muito escassas, provavelmente, devido aos custos elevados e dificuldades operacionais relativas às metodologias existentes. A busca por um método aceitável para coleta de dados de sedimentos que associe baixo custo, facilidade de operação e disponibilidade no mercado e, ao mesmo tempo, produza dados confiáveis e com uma resolução espacial e temporal, representa um vasto campo de estudo. Desta forma, o principal objetivo deste estudo é verificar a aplicabilidade da utilização de um equipamento acústico por Efeito Doppler para a quantificação dos sedimentos transportados em suspensão em um rio. As estimativas da concentração de sedimentos em suspensão foram realizadas através da aplicação de métodos empíricos para conversão do sinal acústico do equipamento em perfis de concentração de sedimentos em suspensão. Foram utilizados três métodos propostos por Deines (1999), Mayerle e Poerbandono (2002) e Gartner (2002), e ainda, a comparação direta entre o sinal acústico emitido pelo equipamento e a concentração medida em laboratório. De forma geral, os métodos que utilizaram relações de regressão entre os dados obtiveram os melhores resultados. O método que melhor estimou os valores de concentração de sedimentos em suspensão foi o de Gartner, enquanto que o método que obteve pior desempenho foi o método de Deines. Este estudo ressalta a necessidade de um melhor entendimento das relações entre dados hidro-acústicos e informações dos sedimentos transportados pelos rios, a fim de aprimorar seu uso em projetos e pesquisas na área de hidrologia. / The appropriate use of hydrous resources is linked to the knowledge about the rivers’ regimes and its seasonality, the pluvial regimes and information about the hydrological cycle in several parts of the hydrographic basins. The amount of suspended material carried by the rivers is very important since it directly affects the human activities. There are still very few studies that focus on monitoring concentration of sediments carried by the rivers in a local or regional level in a consistent way. In Brazil, the measurements of the solid flow in rivers are very rare due to the high costs and operational difficulties associated with the existing methodologies. There is a wide field of study that aims to find an acceptable method for sediments data collection, which just not associates low cost with simple operational tasks and commercial availability, but also produces reliable data with a good spatial and temporal resolution. Thus, the main objective of this study is to verify it it is suitable to use the acoustic equipment for Doppler Effect for the quantification of sediments carried by suspension in a river. The estimates of the concentration of suspension sediments were done using empirical methods for converting the equipment’s acoustic signals into suspension sediments concentration profiles. Three previous proposed methods were used in this study, Deines (1999), Mayerle and Poerbandono (2002) and Gartner (2002). The study also used direct comparisons between the acoustic signal emitted by the equipment and the concentration measured in laboratory. In general, methods with regression relations between the data presented better results. Gartner method resulted in the best estimation of the concentration of suspension sediments values. On the other hand, Deines method had the worst performance. This study points out the need of a better understanding of the relations between hydro-acoustic data and the information of sediments carried by rivers in order to improve its use in projects and research in the hydrology area.

Foi desenvolvida uma ferramenta para simular a geração, o transporte e a redistribuição de sedimentos em bacias de grande escala, através da integração de uma metodologia simplificada para estimativa da distribuição espacial e temporal da perda de solo na bacia com uma metodologia de transporte de sedimentos em rios com planícies de inundação, e com o modelo hidrológico distribuído MGB-IPH. O MGB-IPH é um modelo hidrológico distribuído de grandes escalas, baseado em processos, que adota uma discretização da bacia em minibacias e o conceito de Unidades de Respostas Hidrológicas (URH). O modelo usa equações de base física para simular os processos hidrológicos, como o modelo de evapotranspiração de Pennan Monteith, e utiliza a abordagem de Muskingum-Cunge e um modelo hidrodinâmico 1D para propagar as vazões nos rios, incluindo efeitos de remanso e inundações sazonais. A integração considera a possibilidade de aplicação em bacias com escassez de dados e o uso de utilização de Sistemas de Informações Geográficas e dados espacializados. Buscou-se representar a dinâmica dos sedimentos em grandes bacias, tendo como estudo de caso a bacia do rio Madeira, caracterizada pela sua grande extensão territorial (~1,4.106 km2) e elevada produção de sedimentos. A MUSLE é utilizada para estimar a perda de solo em cada minibacia considerando um fator topográfico LS bidimensional extraído do SRTM/MDE e os demais parâmetros obtidos da literatura ou por formulações específicas. O transporte de sedimentos nos rios é realizado utilizando uma equação de advecção para partículas de silte e argila (materiais em suspensão) e uma equação da continuidade para partículas de areia (carga de fundo). Uma troca lateral de sedimentos em suspensão também é permitida entre os rios e suas planícies de inundação. As metodologias acopladas ao MGB forneceram resultados satisfatórios na bacia do rio Madeira, possibilitando uma visão distribuída da localização das principais fontes de geração de sedimentos na bacia e dos trechos de rios com maiores cargas de sedimentos transportadas. A dinâmica geral dos sedimentos, desde os principais locais de geração de sedimentos na bacia até a sazonalidade do transporte de sedimentos em suspensão nos principais rios, foi representada de forma distribuída. As concentrações e as cargas de sedimentos em suspensão simuladas foram comparadas com dados observados, nas escalas anual, mensal e diária, com ajustes satisfatórios entre elas ao longo dos principais rios da bacia. A transferência lateral de sedimentos entre rio e planície indicaram que 35% de toda a carga de sedimentos provenientes dos Andes é depositada nas planícies. Essa representação também permitiu o amortecimento dos picos e o retardo da propagação das concentrações. As concentrações e as cargas médias mensais de sedimentos em suspensão apresentaram comportamento semelhante aqueles descritos por outros estudos realizados neste bacia, os quais a avaliaram a partir de dados de campo. Apesar dos resultados satisfatórios, foi feita uma avaliação das potencialidades e limitações do modelo e fornecidas recomendações para trabalhos futuros. / It was developed a tool for modelling the production, transport and redistribution of sediments for large scales river basins, by integrating a simplified methodology to predict the spatial and temporal distribution of the soil loss over the basin with a methodology to transport sediments along river with floodplains, and couple them to the MGB-IPH hydrological distributed model. The MGB-IPH is a large-scale, distributed and process based hydrological model that uses a catchment based discretization and the Hydrological Response Units (HRU) approach. It uses physical based equations to simulate the hydrological processes, such as the Penman Monteith model for evapotranspiration, and uses the Muskingum Cunge approach and a full 1D hydrodynamic model for river routing; including backwater effects and seasonal flooding. The integration considers possible applications of the model in basins with data scarcity and the use of geographic information systems and spatially distributed information. It aimed to represent the sediments dynamics of large basin using the Madeira river basin as a case study, which is a large basin (~1,4.106 km2) with high amount of sediment transportation. The MUSLE model is used to predicts basin sediment production et each catchment considering a bi-dimensional topographic LS factor extract from SRTM/DEM and values of the other parameters derived from literature or specific equations. Sediment transport along the river are performed using an advection equation for silt and clay (suspended materials) and a sediment continuity equation for sand (bed load). A lateral exchange of suspended sediments is also allowed between rivers and its floodplains. The methodologies coupled with the MGB-IPH model provided satisfactory results in the Madeira river basin, allowing a distributed view of sediment production sites over the basin and of the rivers reaches transporting large amount of sediments. General sediment dynamic was represented in a spatialized way, including the main sources of sediment productions and the suspended sediment transport seasonality. Concentrations and loads of simulated suspended sediment were compared with observed data at annual, monthly and daily scales, shown satisfactory adjustments between them along the main rivers of the basin. Lateral exchanges of suspended sediment between rivers and floodplains indicated that near 35% of all Andeans loads are deposited into floodplains. This representation also allowed the damping of the peaks and the routing delay of the concentrations and of the loads of suspended sediments. Mean monthly concentrations and loads of suspended sediments showed similar behaviors of those described by other researches at this basin using observed data. Despite the satisfactory results, an assessment was made of the potential and limitations of the model and provided recommendations for future work.

PEREIRA FILHO, Narcélio de Sá. Análise da dinâmica espaço-temporal (1973 a 2014) das dunas de Jericoacoara, Ceará, Brasil. 2014. 85 f. Dissertação (mestrado em geografia)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2014. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-03-31T20:46:14Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_nspereirafilho.pdf: 3433544 bytes, checksum: 37b7657d75c71abffeeaca98419d7114 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-19T18:21:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_nspereirafilho.pdf: 3433544 bytes, checksum: 37b7657d75c71abffeeaca98419d7114 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-19T18:21:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_nspereirafilho.pdf: 3433544 bytes, checksum: 37b7657d75c71abffeeaca98419d7114 (MD5) Previous issue date: 2014 / Coastal dunes play an important role in the sediment flow of the coastal zone. The unique morphology of the Jericoacoara National Park in the northeastern Brazilian state of Ceará consists of a promontory covered by a mobile dune field consisting of large, horseshoe-shaped dunes known locally as barcanas that migrate from east to west. These dunes are responsible for the by-pass, the transport of sediments essential for the maintenance of the coastline. The present study focused on the morphodynamic evolution of these isolated mobile dunes through the recovery of multitemporal Landsat and Quickbird satellite images from the years between 1975 and 2014. The comparison of the spatio-temporal distribution of the morphology of these dunes over this 41-year period revealed significant shifts in their area, perimeter, and movement. It was possible to confirm that the flow of material and energy were linked to a process of continuous migration in the direction of the beach (sediment bypassing sector). The dynamics of the dune migration in the years following 2000, when the national park was established, indicate possible impacts of the increase in tourism within the area on the morphology of the dunes. The changes were most significant between 2001 and 2005, possibly reflecting a greater influx of tourists and thus more intense anthropogenic impacts. The different geoprocessing techniques applied to the mapping of the morphodynamic evolution of the dune field of the Jericoacoara National Park proved to be an essential tool for the production of information that will guarantee the long-term environmental planning of this integral conservation unit. / Dunas costeiras exercem um importante papel na manutenção do fluxo de sedimentos da zona costeira. O Parque Nacional de Jericoacoara, localizado no estado do Ceará, região Nordeste do Brasil, possui uma morfologia pouco frequente, trata-se de um promontório associado com um campo de dunas móveis denominadas barcanas, dunas individuais, de grande porte com formato de ferraduras que se deslocam em direção L – O. Elas realizam o by-pass, o transporte de sedimentos, essencial para a manutenção da linha de costa. Neste trabalho, foi priorizada a definição da evolução morfodinâmica de dunas móveis isoladas (dunas Papai Noel, Pôr-do-Sol e Arraia), tendo como referencial teórico a análise das paisagens e como procdimento técnico principal a análise espaço-temporal do recobrimento de imagens multitemporais dos satélites Landsat e Quickbird entre os anos de 1973 a 2014. Através da comparação da distribuição espaço temporal das morfologias dunares, nesse período de 41 anos, evidenciaram-se mudanças significativas na área, perímetro e deslocamento das dunas. Foi possível constatar a ação dos fluxos de matéria e energia vinculados com migração continuada direcionada para a faixa de praia (setor de bypassing de sedimentos). A dinâmica de migração das dunas, quando analisadas após as imagens de 2000, evidenciou possibilidades de alterações dos aspectos morfológicos influenciados pelo incremento do fluxo turístico, quando instituído o PARNA de Jericoacoara. As mudanças foram mais significativas, sobretudo, entre os anos de 2001 a 2005, o que pode estar relacionado a uma maior intervenção humana (fluxo de turistas). A utilização das técnicas de geoprocessamento para o mapeamento da evolução morfodinâmica do campo de dunas do Parque Nacional de Jericoacoara constituiu- se uma ferramenta essencial para a produção de informações que certamente subsidiarão a continuidade do planejamento ambiental da referida, que se constitui como uma Unidade de Conservação de Proteção Integral.

A proposta deste trabalho consiste na aplicação de dados de concentração de sedimentos em suspensão, na zona de arrebentação das ondas, para quantificar o transporte longitudinal que ocorre no Litoral Norte do Estado do Rio Grande do Sul – Brasil. Os dados de suspensão foram coletados a partir de uma estrutura construída perpendicularmente à linha de praia (Plataforma de Pesca de Tramandaí). As amostragens foram feitas, de modo a cobrir a zona de arrebentação, para diferentes distâncias do fundo. Verificou-se ao longo do trabalho, que o valor médio da concentração de sedimentos em suspensão (C) em quilogramas massa por metro linear de praia, apresentou como propriedade principal, uma forte proporcionalidade com a área da seção (S), ao longo do perfil, (C(kg;m) = 3,10-4 S2 + 0,1173 S). Utilizando esta particularidade, foi proposto um modelo utilizando as equações do perfil de equilíbrio de Dean (1977) para gerar o perfil de fundo. O limite deste foi obtido pela profundidade do ponto de arrebentação, determinada através da metodologia proposta por Herbich (2000). A área foi obtida por integração da equação de Dean, entre a linha de praia e o limite da zona de arrebentação. Através da propriedade citada acima, obteve-se a concentração total de sedimento entre a linha de praia e a arrebentação. O fluxo de sedimento foi obtido pelo produto da concentração total pela velocidade de corrente obtida pela aplicação da equação de Longuet-Higgins (1970). Os dados de ondas utilizados foram obtidos a partir de previsões fornecidas pela NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration), para o ano de 2009. Observou-se ainda, que a direção do transporte resultante foi de SW para NW, em acordo com observações geológicas. O valor encontrado foi 314.799,10 m3/ano. / The purpose of this work is the application of data of suspended sediment concentration in the breaking zone waves, to quantify the longitudinal transport that occurs on the northern coast of Rio Grande do Sul - Brazil. The data of suspended sediment were collected from a structure built perpendicular to the beach line (Fishing Platform Tramandaí). The samples were taken so as to cover the breaking zone for different distances from the bottom. It was found during the study, the mean value of the suspended sediment concentration (C) in kg weight per linear meter of sand, presented as a main property, a strong proportionality to the sectional area (S) along the profile (C (kg/m) = 3.10-4 S2 + 0,1173S). Utilizing this characteristic, we propose a model using Dean’s (1977) equations of equilibrium profile, to generate the bottom profile. The limit of this was obtained by the depth of the point of breaking, determined using the methodology proposed by Herbich (2000). The area was obtained by integrating the equation Dean between the beach line and the limit of the breaking zone. Through the property mentioned above, there was obtained a total concentration of sediment between the beach line and breaking zone. The flux of sediment was obtained by the product of total concentration and the velocity of flux obtained by applying the equation Longuets-Higgins (1970). The wave data used were obtained from forecasts provided by NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration) for the year 2009. It was also observed that the direction of transport resulting from SW to NW, in agreement with geological observations. The value found was 314799,10 m3/year.

O constante aumento da população tem gerado intensa ocupação das áreas costeiras em todo mundo. A exploração dos recursos naturais de forma não sustentável proporciona um desequilíbrio que dependendo das proporções pode gerar graves prejuízos ambientais e financeiros. Diante deste cenário exploratório a pesquisa dos ambientes costeiros aparece como uma maneira de entender, planejar e desenvolver estas regiões de forma mais equilibrada. O estudo sobre hidrodinâmica costeira e transporte de sedimentos tem sido aplicado com o objetivo de gerar conhecimento e desse modo auxiliar as tomadas de decisões. A dinâmica dos ambientes costeiros é complexa e o seu entendimento aborda uma serie de variáveis as quais podem afetar as regiões costeiras de formas diferentes. A área estudada nesta tese, a baia de Tijucas, é particularmente caracterizada por apresentar alta concentração de sedimentos finos, seu comportamento proporcionou ao longo do tempo o aprisionamento de grande quantidade de sedimentos formando um ambiente muito diferente das áreas em torno da baia. O papel da baia na retenção e no transporte sedimento finos para plataforma adjacente torna-se o alvo desta pesquisas que por meio de dados de campo e modelos numéricos procuram entender os efeitos das forçantes ambientais sobre a baia. A dinâmica da baia esta diretamente relacionada a intensidade dos ventos, altura das ondas e volume da descarga fluvial, neste contexto é relevante a relação com os eventos climáticos de alta transferência de energia como a passagem de frentes frias pelo estado de Santa Catarina. O presente estudo é compreendido por três artigos; o primeiro artigo busca avaliar por meio de simulação numérica o efeito dos ventos modais e descarga fluvial anual média do rio Tijucas na hidrodinâmica da baia, a troca de água entre baia e plataforma adjacente assim como o tempo de residência da água em cenários com ventos nordeste (condição típica) e ventos sudeste (condição de frente fria), o segundo artigo avalia por meio de simulação numérica e dados de campo o comportamento da pluma de sedimentos do Rio Tijucas em cenários de alta concentração e descarga de sedimentos sob condições de ventos nordeste e sudeste, já o terceiro artigo avalia através da simulação numérica de modelos acoplados o efeito das ondas no cisalhamento do fundo, na erosão, ressuspensão e deposição de sedimentos em cenários de ventos nordeste e sudeste. A baia de Tijucas apresenta um padrão de aguas calmas a maior parte do tempo, a energia envolvida na sua dinâmica esta diretamente relacionada a intensidade das forçantes e condições climáticas. Em eventos de passagem de frente frias por esta região a tendência é que haja maior descarga fluvial, ventos mais fortes e ondas mais altas, nestes períodos estas forçantes são capazes de afetar significativamente a hidrodinâmica da baia adicionando, ressuspendendo e transportando sedimento em maiores intensidades o que consequentemente proporciona maior troca de água entre baia e plataforma, estes períodos são marcados pela maior energia hidrodinâmica e transporte de sedimento baia afora. No entanto o balanço final do comportamento da baia evidencia um cenário geral de baixa troca com a plataforma adjacente. / The constant increase of population has generated intense occupation of coastal areas worldwide. The unsustainably exploitation of natural resources provides an unbalance that depending on the proportions can lead to serious environmental damage and financial. Given this exploratory scenario the research of coastal environments appears as a way to understand, plan and develop these areas more balanced. The study on coastal hydrodynamics and sediment transport have been implemented with the objective of generating knowledge and thereby assist decision. The dynamics of coastal environments is complex and its understanding addresses a series of variables which can affect coastal regions in different ways. The area studied in this thesis, the Tijucas bay, is particularly characterized by high concentration of fine sediments, their behavior provided over time trapping large amounts of sediments forming a very different environment of the areas around the bay. The role of the bay on retention and fine sediment transport to the adjacent platform becomes the target of this research that through field data and numerical models seek to understand the effects of environmental forces on the bay. The dynamics of the bay is directly related to the intensity of the winds, wave heights and volume of river discharge, in this context is relevant with respect to the climatic events of high energy transfer as the passage of cold fronts by the state of Santa Catarina. This study is comprised of three articles, the first article seeks to evaluate through numerical simulation the effect of modal winds and average annual river discharge of the river Tijucas on the bay hydrodynamics, the water exchange between bay and adjacent platform as well as time residence of water in scenarios with northeast winds (typical condition) and southeast winds (cold front condition), the second article evaluates through numerical simulation and field data the behavior of sediment plume River Tijucas in scenarios of high concentration and sediment discharge under conditions of winds northeast and southeast, already the third article evaluates through the numerical simulation of coupled models the effect of shear waves at the bottom of the bay, in erosion, in sediment deposition and resuspension on scenarios with northeast and southeast winds. The bay Tijucas shows a pattern of calm waters most of the time, energy involved in its dynamics is directly related to the intensity of the forces and climate conditions. In the event of cold front passage through this region the trend is that there is greater river discharge, strongest winds and highest waves, these periods these forces are able to significantly affect the hydrodynamics of the bay adding, resuspending and transporting sediment into the higher intensities which consequently provides greater water exchange between bay and adjacent shelf, these periods are marked by higher energy hydrodynamics and sediment transport bay outside. However the final balance of the behavior of the bay shows a general scenario of low exchange with the adjacent platform.

Submitted by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2014-01-29T18:01:51Z No. of bitstreams: 2 diss_maria_lisniowski.pdf: 3024741 bytes, checksum: 9446eeeba5711356ff84a76533a2715d (MD5) diss_maria_lisniowski.pdf: 3024741 bytes, checksum: 9446eeeba5711356ff84a76533a2715d (MD5) / Approved for entry into archive by Flasleandro Oliveira (flasleandro.oliveira@cprm.gov.br) on 2014-01-29T18:02:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 diss_maria_lisniowski.pdf: 3024741 bytes, checksum: 9446eeeba5711356ff84a76533a2715d (MD5) diss_maria_lisniowski.pdf: 3024741 bytes, checksum: 9446eeeba5711356ff84a76533a2715d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-29T18:02:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 diss_maria_lisniowski.pdf: 3024741 bytes, checksum: 9446eeeba5711356ff84a76533a2715d (MD5) diss_maria_lisniowski.pdf: 3024741 bytes, checksum: 9446eeeba5711356ff84a76533a2715d (MD5) Previous issue date: 2009 / A linha de costa do litoral do Paraná, situada na planície costeira de Praia de Leste, possui 35 km de extensão e é limitada pelas desembocadura s das baías de Guaratuba e Paranaguá, no sul e no norte, respectivamente. A linha de costa é alinhada no sentido NE-SW. Ali as ondas se aproximam principalmente de SE, provocando uma corrente longitudinal que é preferencialmente em direção ao norte (Pontal do Sul). A amplitude média das marés é de 1,5 m e problemas com erosão e elevação do nível do mar durante marés meteorológicas na parte mais urbanizada sul (Matinhos) levaram a construção de alguns sistemas de proteção costeira. Neste trabalho, armadilhas de sedimento (streamer traps) foram usadas para coletar perfis verticais de concentração de sedimento em suspensão, transportados pelas correntes longitudinais, em três pontos ao longo da planície costeira de Praia de Leste (do sul para o norte): Praia Brava de Matinhos, Caravelas (ambos no município de Matinhos), e Atami (Pontal do Sul). Os dados obtidos têm mostrado que o estado das praias muda de um perfil com declive mais acentuado na parte sul para um perfil mais longo e convexo no norte. A Praia Brava apresentou as menores concentrações de material transportado (até 0,326 g/L). O ponto Caravelas foi o que apresentou as maiores concentrações (até 1,042 g/L), seguido do ponto Atami, que apresentou valores de até 0,796 g/L. O modelo utilizado para estimar as taxas de concentração na área de estudo se mostrou ineficiente para representar as concentrações de sedimentos quando comparados com os dados de campo coletados através das armadilhas. Grande parte dos erros deriva da dificuldade em se obter a rugosidade do fundo relativa às formas de leito presentes, seja por medições ou através de aproximações. Foram observados quatro grupos de perfis verticais de concentração, que apresentam variação na sua forma em função da dominância ora dos processos relacionados à quebra da onda, ora das correntes longitudinais geradas pelas ondas, ora da interação mais uniforme dos dois processos. A concentração de sedimentos em suspensão a presentou-se variável no tempo e no espaço. Diferenças significativas no tamanho médio de grão foram encontradas para as amostras das praias estudadas. Metade dos resultados aponta para uma diminuição do tamanho de grão com a diminuição da profundidade. O modelo de Bayram et al. (2007) foi usado para estimar taxas de transporte e se mostrou sensível às variações nos tamanhos de grão escolhidos para representar as amostras do sedimento em suspensão, principalmente com maiores alturas de onda. Valores maiores no tamanho médio do sedimento indicaram taxas subestimadas do transporte em até 54% para a praia do Atami quando comparadas aos valores encontrados nas amostras em suspensão. Em contrapartida, valores menores de resultaram em taxas superestimadas em 20% para o balneário Caravelas e 44% para a Praia Brava.

Submitted by ANTONIO APARECIDO COUTO JUNIOR null (acjunior_2003@hotmail.com) on 2016-01-21T19:53:04Z No. of bitstreams: 1 COUTO JUNIOR, A.A..pdf: 3010240 bytes, checksum: fe4cb682bc6ec5ccb27e530d99f668e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-01-25T13:20:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 coutojunior_aa_me_rcla.pdf: 3010240 bytes, checksum: fe4cb682bc6ec5ccb27e530d99f668e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T13:20:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 coutojunior_aa_me_rcla.pdf: 3010240 bytes, checksum: fe4cb682bc6ec5ccb27e530d99f668e2 (MD5) Previous issue date: 2016-01-07 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os processos erosivos são elementos essenciais para o conhecimento da evolução da paisagem continental. A ação desses processos resulta na degradação do solo, demandando a utilização de todas as ferramentas disponíveis para a avaliação dos mesmos. Nesse contexto, este trabalho teve por objetivo avaliar e comparar as taxas de erosão hídrica e transporte de sedimentos da bacia do Ribeirão Cachoeirinha, Rio Claro (SP). Este trabalho foi conduzido considerando as seguintes etapas: caracterização dos aspectos fisiográficos da bacia, avaliação da erosão hídrica pela EUPS e quantificação do transporte de sedimentos pelo método simplificado de Colby (1957). Os resultados obtidos indicaram perda de solo de 1,40 t.ha-1. ano-1, com a taxa de 0,9 t.ha-1.ano-1 para o ano de 2014. O transporte de sedimentos foi de 0,37 t.ha-1.ano-1 para o mesmo ano, indicando que aproximadamente 41% do total de sedimento gerado pela erosão hídrica saiu efetivamente da bacia do Ribeirão Cachoeirinha. Assim, os resultados podem servir como uma estratégia viável para estudos de perda de solo e transporte de sedimentos, visando à elaboração de material consistente como subsídio a uma abordagem de planejamento ambiental e gestão territorial. / The erosive processes are essential elements for understanding the evolution of continental landscape. The action of these processes results in soil degradation and demands the use of all the tools available for this evaluation. In this context this research aimed to evaluate and compare erosion rates and sediment transport of Cachoeirinha stream basin, Rio Claro (SP). This work was done considering the following steps: characterization of the physiographic features of the basin, assessment of water erosion by USLE and quantification of sediment transport by the simplified method of Colby (1957). The results indicated soil loss of 1,40 t.ha-1 .year-1 , with the rate of 0,9 t.ha-1 for the year 2014. Already sediment transport was 0,37 t ha-1 .year-1 for the same year, indicating that about 41% of sediment generated by water erosion effectively leaves the Cachoeirinha stream basin. Thus, the results can contribute to the understanding of hydrosedimentological dynamic in this area and serve as a viable strategy for studies of soil loss and sediment transport, aiming at developing consistent material for future researches about environmental planning and land management. / FAPESP: 2014/02189-6

Debido a su antigüedad el embalse Rapel ofrece una oportunidad única de ver el estado de avance del depósito de sedimentos en un embalse. Mediante la realización de mediciones de batimetría por parte de ENDESA y este estudio se es capaz de caracterizar la ubicación y estimar el volumen aproximado de sedimento acumulado en el embalse desde el término del llenado en 1971 hasta 39 años después. Además se analizan dos maneras de estimar el aporte de sedimentos afluentes al embalse, mediante un modelo numérico (MOSSEM) y la utilización de dos fórmulas empíricas. Es posible ver mediante las mediciones que se desarrolla un delta de sedimentos que abarca desde la junta de los ríos Cachapoal y Tinguirirca hasta el sector de Punta Verde. Este delta ha ido avanzado en el tiempo en extensión, afectando el volumen de regulación del embalse. Es posible suponer que en el delta se concentra la mayor parte del sedimento grueso que ha ingresado al embalse, mientras que los sedimentos finos serían transportados hasta el muro, donde existe un importante aumento de la altura de embanque desde la operación hasta la fecha. Sin embargo es necesario corroborar esta hipotesis extrayendo muestras del lecho a lo largo del embalse. En el trabajo se analiza el uso de un modelo numérico (MOSSEM) para simular el avance del delta. Para una correcta modelación del embalse es necesario realizar consideraciones que permitan representar la geometría y características propias del embalse Rapel, en especial lo que concierne a la condición de borde de aguas arriba. Utilizando los datos recopilados de caudales y geometría aguas arriba del embalse se realiza una estimación del gasto sólido de fondo para los ríos Cachapoal y Tinguiririca mediante las relaciones de Meyer Peter & Müller y Wilcock & Crowe. Existe una importante variabilidad en los resultados obtenidos para distintas secciones en un mismo río y según la relación de gasto sólido utilizada. Es necesario comprender los fenómenos involucrados para elegir de manera correcta las secciones representativas del río que entreguen la mejor aproximación del gasto sólido que potencialmente puede entrar al embalse. La relación de Meyer Peter & Müller es las que se aproxima de mejor manera al volumen de sedimentos medidos en el embalse, sin embargo no se recomienda su aplicación por no representar la física involucrada en el transporte de sedimentos en ríos de granulometría extendida.

O adequado aproveitamento dos recursos hídricos está relacionado ao conhecimento dos regimes dos rios e suas sazonalidades, dos regimes pluviométricos e de uma série de informações do ciclo hidrológico, em diversas partes das bacias hidrográficas. A quantidade de material em suspensão transportado pelas águas dos rios é de grande importância, pois afeta diretamente as atividades antrópicas. Ainda é pequeno o número de estudos e monitoramentos locais e regionais consistentes sobre a concentração de sedimentos transportados pelos rios. No Brasil, as medições de vazão sólida em rios são muito escassas, provavelmente, devido aos custos elevados e dificuldades operacionais relativas às metodologias existentes. A busca por um método aceitável para coleta de dados de sedimentos que associe baixo custo, facilidade de operação e disponibilidade no mercado e, ao mesmo tempo, produza dados confiáveis e com uma resolução espacial e temporal, representa um vasto campo de estudo. Desta forma, o principal objetivo deste estudo é verificar a aplicabilidade da utilização de um equipamento acústico por Efeito Doppler para a quantificação dos sedimentos transportados em suspensão em um rio. As estimativas da concentração de sedimentos em suspensão foram realizadas através da aplicação de métodos empíricos para conversão do sinal acústico do equipamento em perfis de concentração de sedimentos em suspensão. Foram utilizados três métodos propostos por Deines (1999), Mayerle e Poerbandono (2002) e Gartner (2002), e ainda, a comparação direta entre o sinal acústico emitido pelo equipamento e a concentração medida em laboratório. De forma geral, os métodos que utilizaram relações de regressão entre os dados obtiveram os melhores resultados. O método que melhor estimou os valores de concentração de sedimentos em suspensão foi o de Gartner, enquanto que o método que obteve pior desempenho foi o método de Deines. Este estudo ressalta a necessidade de um melhor entendimento das relações entre dados hidro-acústicos e informações dos sedimentos transportados pelos rios, a fim de aprimorar seu uso em projetos e pesquisas na área de hidrologia. / The appropriate use of hydrous resources is linked to the knowledge about the rivers’ regimes and its seasonality, the pluvial regimes and information about the hydrological cycle in several parts of the hydrographic basins. The amount of suspended material carried by the rivers is very important since it directly affects the human activities. There are still very few studies that focus on monitoring concentration of sediments carried by the rivers in a local or regional level in a consistent way. In Brazil, the measurements of the solid flow in rivers are very rare due to the high costs and operational difficulties associated with the existing methodologies. There is a wide field of study that aims to find an acceptable method for sediments data collection, which just not associates low cost with simple operational tasks and commercial availability, but also produces reliable data with a good spatial and temporal resolution. Thus, the main objective of this study is to verify it it is suitable to use the acoustic equipment for Doppler Effect for the quantification of sediments carried by suspension in a river. The estimates of the concentration of suspension sediments were done using empirical methods for converting the equipment’s acoustic signals into suspension sediments concentration profiles. Three previous proposed methods were used in this study, Deines (1999), Mayerle and Poerbandono (2002) and Gartner (2002). The study also used direct comparisons between the acoustic signal emitted by the equipment and the concentration measured in laboratory. In general, methods with regression relations between the data presented better results. Gartner method resulted in the best estimation of the concentration of suspension sediments values. On the other hand, Deines method had the worst performance. This study points out the need of a better understanding of the relations between hydro-acoustic data and the information of sediments carried by rivers in order to improve its use in projects and research in the hydrology area.

A proposta deste trabalho consiste na aplicação de dados de concentração de sedimentos em suspensão, na zona de arrebentação das ondas, para quantificar o transporte longitudinal que ocorre no Litoral Norte do Estado do Rio Grande do Sul – Brasil. Os dados de suspensão foram coletados a partir de uma estrutura construída perpendicularmente à linha de praia (Plataforma de Pesca de Tramandaí). As amostragens foram feitas, de modo a cobrir a zona de arrebentação, para diferentes distâncias do fundo. Verificou-se ao longo do trabalho, que o valor médio da concentração de sedimentos em suspensão (C) em quilogramas massa por metro linear de praia, apresentou como propriedade principal, uma forte proporcionalidade com a área da seção (S), ao longo do perfil, (C(kg;m) = 3,10-4 S2 + 0,1173 S). Utilizando esta particularidade, foi proposto um modelo utilizando as equações do perfil de equilíbrio de Dean (1977) para gerar o perfil de fundo. O limite deste foi obtido pela profundidade do ponto de arrebentação, determinada através da metodologia proposta por Herbich (2000). A área foi obtida por integração da equação de Dean, entre a linha de praia e o limite da zona de arrebentação. Através da propriedade citada acima, obteve-se a concentração total de sedimento entre a linha de praia e a arrebentação. O fluxo de sedimento foi obtido pelo produto da concentração total pela velocidade de corrente obtida pela aplicação da equação de Longuet-Higgins (1970). Os dados de ondas utilizados foram obtidos a partir de previsões fornecidas pela NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration), para o ano de 2009. Observou-se ainda, que a direção do transporte resultante foi de SW para NW, em acordo com observações geológicas. O valor encontrado foi 314.799,10 m3/ano. / The purpose of this work is the application of data of suspended sediment concentration in the breaking zone waves, to quantify the longitudinal transport that occurs on the northern coast of Rio Grande do Sul - Brazil. The data of suspended sediment were collected from a structure built perpendicular to the beach line (Fishing Platform Tramandaí). The samples were taken so as to cover the breaking zone for different distances from the bottom. It was found during the study, the mean value of the suspended sediment concentration (C) in kg weight per linear meter of sand, presented as a main property, a strong proportionality to the sectional area (S) along the profile (C (kg/m) = 3.10-4 S2 + 0,1173S). Utilizing this characteristic, we propose a model using Dean’s (1977) equations of equilibrium profile, to generate the bottom profile. The limit of this was obtained by the depth of the point of breaking, determined using the methodology proposed by Herbich (2000). The area was obtained by integrating the equation Dean between the beach line and the limit of the breaking zone. Through the property mentioned above, there was obtained a total concentration of sediment between the beach line and breaking zone. The flux of sediment was obtained by the product of total concentration and the velocity of flux obtained by applying the equation Longuets-Higgins (1970). The wave data used were obtained from forecasts provided by NOAA (National Oceanic Atmospheric Administration) for the year 2009. It was also observed that the direction of transport resulting from SW to NW, in agreement with geological observations. The value found was 314799,10 m3/year.