Os conceitos de competência do escoamento e de capacidade de transporte foram desenvolvidos para escoamentos fluviais e acabam sendo transferidos para a modelagem de correntes de turbidez. No entanto, não é claro até que ponto o estabelecimento de analogias entre o ambiente fluvial e as correntes de turbidez pode ser realizado. Nesse contexto, o principal objetivo deste trabalho foi avaliar os conceitos de competência e de capacidade nas correntes de turbidez. O estudo foi desenvolvido experimentalmente, em um canal de inclinação variável de 4 m de comprimento, 40 cm de altura e 12 cm de largura. Um leito móvel foi construído em um trecho intermediário do canal utilizando sedimento - carvão mineral (ρ = 1405 kgm³) - com tamanho areia média. No total, 30 simulações de correntes de turbidez contínuas foram realizadas, utilizando o mesmo sedimento, porém com tamanho areia muito fina. Foram simuladas três declividades diferentes (6%, 0,3% e 0,015%), vazões de injeção entre 15 e 25 lmin, concentrações iniciais variando entre 0,03% e 5,5% e a duração dos ensaios ficou compreendida entre 3 e 30 min. O levantamento do perfil longitudinal do leito móvel, antes e após o ensaio, foi realizado e todo o sedimento foi coletado. Três quantidades distintas de sedimento foram quantificadas: a quantidade depositada antes do leito móvel, a quantidade depositada no leito móvel e a quantidade depositada depois do leito móvel. O cálculo da eficiência de transporte das correntes de turbidez no trecho do leito móvel, bem como das suas descargas sólidas, foi realizado. Também foram realizadas análises granulométricas do sedimento depositado antes e após do leito móvel. Por fim, parâmetros do fluxo foram obtidos (altura e velocidade) através de análises visuais e números adimensionais clássicos do transporte sólido em canais abertos foram avaliados. A partir da interpretação dos dados, conclui-se que os conceitos de competência do escoamento e de capacidade de transporte não foram capazes de refletir o diâmetro característico do sedimento transportado pelas correntes simuladas e a capacidade máxima de transporte desses fluxos, como normalmente ocorre em escoamentos fluviais. A relação entre a eficiência de transporte desses fluxos e a descarga sólida dos mesmos indicou que a partir de uma região a eficiência tornou-se invariante. Essa relação possui curvas com tendência logarítmica e as suas assíntotas ocorreram em valores de eficiência da ordem de 50% (inclinação de 6%) e de 40% (inclinações de 0,3% e 0,015%). A relação entre o diâmetro característico do sedimento depositado depois do leito e antes do leito indicou uma diminuição de cerca de 18% no tamanho dos grãos depositados a jusante. / The modeling of turbidity currents uses the concepts of competence and flow capacity that have been developed based on river hydraulics. However, the analogies between the fluvial environment and turbidity currents are not very clear. The main purpose of this study was to evaluate the competence and flow capacity of turbidity currents. The study was performed using an experimental channel 4 m long, 40 cm high, and 12 cm wide with variable slope. A mobile bed of medium sand-size - mineral coal (ρ=1405 kgm³) - was constructed in an intermediate area of the channel. In total, 30 simulations of continuous turbidity currents were performed and the sediment used in the turbidity currents was very fine sand-size mineral coal. The simulations were accomplished considering three different channel slopes (6%, 0.3% e 0.015%); injection discharge varied between 15 and 25 l/min, and initial volumetric concentrations varied between 0.03% and 5.5%. The simulations lasted between 3 and 30 minutes. The longitudinal profile of the mobile bed was analyzed before and after each simulation, and all the sediment was collected at the end. Three different amounts of sediment were quantified: the amount of sediment deposited before, on, and after the mobile bed. Based on this data, both the transport efficiency and solid discharge of the turbidity current on the mobile bed were determined. Particle-size distribution of the deposited sediment before and after the mobile bed was also carried out. Finally, flow parameters were obtained (high and velocity) considering visual evaluation and the classical dimensional numbers in sediment transport in open channel flows were analyzed. The data interpretation revealed that the competence and flow capacity parameters were not able to reflect the grain diameter transported by the simulated currents and a maximum flow capacity of these flows, as usually is observed in fluvial flows. The relation between the transport efficiency and solid discharge of these flows demonstrated that after a certain point, the efficiency became constant. This relation resulted in log trend curves with asymptotes located at efficiency values of approximately 50% (6% slope) and 40% (0.3% and 0.015% slopes). The characteristic diameter of the sediment deposited after the mobile bed presented a reduction of 18% when compared to the sediment deposited before the mobile bed.

Condições pedológicas, pluviosidade, alterações no uso e ocupação do solo, práticas de manejo de culturas e de preservação interferem diretamente na geração de sedimentos e na taxa de erosão. Em uma bacia hidrográfica esta geração de sedimentos excessiva pode resultar em problemas como o assoreamento dos corpos de água e de reservatórios. Nos reservatórios esta deposição de sedimentos pode representar perda de volume de reservação, promovida pelos sedimentos depositados no fundo da barragem. Com o tempo esta perda poderá vir a representar comprometimento da disponibilidade hídrica para irrigação, para o consumo humano, e para geração de energia. As obras de dragagem destes sedimentos são muito caras e resolvem somente os sintomas do problema e não suas causas. Desta forma as quantificações desse assoreamento e de seus deflagradores se mostram necessárias para o planejamento e gestão de recursos hídricos. A presente pesquisa se propõe a avaliar a aplicabilidade do modelo SWAT (Soil Water Assessment Tool) como ferramenta de estimativa de geração de sedimentos para reservatórios avaliando seus resultados, suas potencialidades e fragilidades para as condições locais e sugerir futuras pesquisas e/ou modificações no modelo. O modelo que foi desenvolvido originalmente pelo USDA (United States Departmente of Agriculture) para avaliar erosão e balanço hídrico de bacias hidrográficas, conta com um vasto número de aplicações no mundo, documentação e usuários. A área a ser estuda é bacia do reservatório do Lobo, que possuí uma área aproximada de 227 km² e localizado no município de Itirapina e de Brotas. Atualmente o reservatório é utilizado tanto para geração energética e como atração turística local. Dois cenários de simulação foram selecionados: Cenário 1 de 1977 até 1985 e Cenário 2 de 1996 até 2006. Para realizar as simulações foram utilizados a versão ArcSWAT 2005 version2.34 para realizar as simulações e o SWAT-CUP 4.3.1 para calibração.Os dados de entrada do modelo são: dados de chuvas e vazão diários obtidos da ANA (Agência Nacional das Águas), cartas de levantametno pedológico e cartas de uso e ocupação obtidas a partir de imagens CBERS e LANDSAT. Após calibração utilizando SUFI2 obteve-se o aporte de sedimentos na barragem para os dois cenários. Os resultados do primeiro cenário apresentaram influência negativa de dados inconsistentes de dados de vazão utilizados e limitações observadas na discretização do modelo nas representações do mosaico de uso e ocupação muito fragmentado para este cenário. O segundo cenário, no entanto obteve resultados satisfatórios comprovando a capacidade do modelo como ferramenta de avaliação de geração e aporte de sedimento em reservatórios. / The sediment yield and erosion rates are directly affected by pedologic conditions, precipitation, land and use changes, management and soil preservation practices. Excessive sediment yield in a watershed could result in difficulties caused by siltation processes in rivers and reservoirs. Sediment deposition at the bottom of reservoirs and dams may result in volume loss. In time such loss could become impairment of water availability for irrigation, human consumption and power generation. Sediment dredging is an expensive solution that will address only the symptoms and not the causes of the issue. Therefore assessing the amount of sediment and their causes is required for Water Resources Management and Planning. The present research aims to evaluate the applicability of the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) as sediment generation and contribution estimation tool for reservoirs evaluating the results, assessing the model strengths and weakness for the local contitions and make sugestions for future research and/or model modifications. Originally developed by the USDA (United States Department of agriculture) to assess erosion and water balance of watersheds, this model has a large number of users, available documentation and registered applications across the world. The study area, with an approximate area of 227 km² is the Lobo reservoir watershed, located at the municipalities of Itirapina and Brotas. The reservoir is currently used for hydropower generation and as a tourist attraction. Two simulation scenarios were chosen: Scenario 1from 1977 to 1985 and Scenario 2 from 1996 until 2006. To perform the simulations the ArcSWAT 2005 version 2.34 was selected and the SWAT-CUP 4.3.1 for the calibration. The data input was: daily precipitation and discharge flow datasets from ANA (Agência Nacional das Águas), pedological survey chats and land use charts obtained from CBERS and LANDSAT imagery. After calibration using SUFI2, sediment yield and contribution at the dam was obtained for both scenarios. The first scenario results showed negative effects caused by inconsistent input data flow and limitations regarding model discretization on the model representation of highly fragmented land use. The second scenario, however achieved satisfactory results demonstrating the model ability as sediment yield and contribution in reservoir evaluation tool.

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

A barragem Mãe d\'Água foi construída em 1962, com o intuito de atender à demanda da Universidade Federal do Rio Grande do Sul UFRGS, mais precisamente o Instituto de Pesquisas Hidráulicas – IPH, porém, devido à falta de planejamento urbano, durante os últimos anos, vem acarretando uma diversificada série de passivos ambientais, como contaminantes orgânicos e/ou inorgânicos. Neste seguimento, o presente trabalho buscou avaliar as concentrações totais dos metais e a composição isotópica por chumbo 210 nas diferentes frações de sedimentos produzidos na bacia hidrográfica que compõe a barragem Mãe d\'Água e, assim, caracterizar a distribuição da concentração dos metais ao longo da coluna sedimentar e inferir quanto ao processo de urbanização da bacia hidrográfica caracterizando a evolução. Com referência nestas concentrações dos metais encontradas nos sedimentos, construir uma perspectiva do processo evolutivo da degradação ambiental na qual a bacia vem sendo submetida através de estudos de geocronologia (210Pb). As coletas das amostras foram realizadas em junho de 2014, sendo amostrados testemunhos sedimentares distribuídos no lago da referida barragem e o levantamento batimétrico. Para a extração dos testemunhos foi utilizado um amostrador de núcleo Piston core. Com os resultados obtidos, foramrepresentadas as concentrações dos metais Zn e Ni os quais apresentaram tendências de enriquecimento, a geocronologia datou as camadas assoreadas sendo o maior intervalo de 42 anos de deposição sedimentar, o volume do assoreamento ocupando aproximadamente 44% do volume útil do reservatório e a taxa de urbanização com tendências de crescimento e para o ano de 2014 com 88,42% da bacia urbanizada, configurando portanto uma distribuição espacial e estabelecendo correlações entre os estudos da sedimentação ao longo das últimas cinco décadas. As concentrações dos metais presentes nas amostras foram, também, comparadas com os valores de background do local para melhor visualizar o processo de enriquecimento dos sedimentos por ações antropogênicas. Foi possível concluir que com a ampliação das áreas urbanizadas, acarretou no aumentou das concentrações dos metais e no volume de sedimentos depositados no reservatório, onde a urbanização sem planejamento desta bacia é o principal fator poluidor. / The Municipality of Viamão is located in the metropolitan area of Porto Alegre, in the state of Rio Grande Sul. The Mãe d\'Água dam was built in 1962, with the purpose of meeting the demand of the Federal University of Rio Grande do Sul - UFRGS. Precisely because of the lack of urban planning during the last forty years, has led to a diversified series of environmental liabilities, such as organic and/or inorganic contaminants. The present work aimed to evaluate the total concentrations of metals and the isotopic composition per lead 210 in the different fractions of sediments produced in the watershed that make up the Mãe d\'Água dam and thus characterize the distribution of the concentration of metals along of the sedimentary column and infer about the process of urbanization of the watershed characterizing evolution. With reference to these concentrations of the metals found in the sediments, to construct a perspective of the evolutionary process of the environmental degradation in which the basin is being submitted through studies of geochronology (210Pb). Samples were collected in June 2014, and sediment deposited in the lake of the dam and bathymetric survey were sampled. A \"Piston core\" core sampler was used to extract the samples. With the results obtained, the concentrations of the metals Zn and Ni were presented, which presented enrichment tendencies, geochronology dating to the silted layers, silting volume occupying approximately 44% of the useful volume of the reservoir and the rate of urbanization with growth tendencies and for the year 2014 with 88% of the urbanized basin, thus constituting a spatial distribution and establishing correlations between sedimentation studies over the last four decades. The concentrations of the metals present in the samples were also compared with the background values of the site to better visualize the process of sediment enrichment by anthropogenic actions, where it was possible to verify that the expansion of the urbanized area increased the concentrations of the analyzed metals (Zn and Ni). It was possible to conclude that with the expansion of the urbanized areas, the increase of the concentrations of the metals and the volume of sediments deposited in the reservoir, where unplanned urbanization of this basin is the main polluting factor, resulted.

A qualidade ambiental de um corpo d\'água é resultado da situação de sua bacia de drenagem, de modo que as transformações que ocorrem no solo do entorno provocam mudanças significativas no ambiente aquático. Por isto, cada vez mais se trabalha com conceito de manejo integrado dos ambientes. Desta forma, o conhecimento dos processos de geração, transporte e deposição de sedimentos, por serem fontes de sólidos, nutrientes e contaminantes ao corpo d\'água, é de vital importância para a conservação, desenvolvimento e manejo integrado dos recursos hídricos. Neste sentido, essa dissertação apresenta um estudo a respeito da exportação e deposição de sólidos e nutrientes na sub-bacia do Ribeirão das Cruzes, no município de Santo Antônio do Aracanguá, SP, na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Baixo Tietê (UGRHI - 19). Esse corpo d\'água foi subdividido em compartimentos e analisado por transectos, ou seja, eixos transversais ao fluxo, sendo que experimentos envolvendo instalação de câmaras de sedimentação, coleta de sedimentos de fundo e medições de vazão foram conduzidos em dois períodos hidrológicos distintos: um em janeiro, durante a estação chuvosa, e outro em agosto, durante a estação seca. A taxa máxima de deposição de sólidos suspensos foi de 62,40 g/m² dia durante a Estação Chuvosa, e de 37,29 g/m² dia, durante a Estação seca. Ainda, a taxa média de deposição de nitrogênio total Kjeldahl foi de 0,53 e 2,02 g/m² dia e a de fósforo total foi de 139,67 e 103,89 mg/m² dia, durante as Estações Chuvosa e Seca, respectivamente. Quanto às taxas de exportação, para sólidos suspensos foram observadas médias de 2328,44 e 725,96 ton/dia, de nitrogênio total Kjeldahl foram de 121,41 e 299,84 ton/dia e para fósforo total foram de 14,86 e 10,05 ton/dia, durante as Estações Chuvosa e Seca, respectivamente. Os resultados obtidos, comparados a outros estudos em ambientes similares, revelam altas taxas de deposição e exportação de sólidos e nutrientes, demonstrando, desta forma, a incidência dos processos de eutrofização e assoreamento do recurso hídrico, bem como a expressão dos impactos provenientes do uso e ocupação do solo do entorno, capaz de influenciar na qualidade da água do ambiente. / The environmental quality of waterbody is the result of the situation of its drainage basin, so that the transformations that occur on the soils surrounding cause significant changes in the aquatic environment. Therefore, each time more has been increasing the works with the concept of integrated management of environments. Thus, the knowledge about the processes of generation, transport and deposition of sediments, because they are sources of solids, nutrients and contaminants to waterbody, is extremely important for the conservation, development and integrated management of water resources. In this way, this dissertation presents a study concerning the deposition and export of solids and nutrients in the Ribeirão das Cruzes sub-basin, in Santo Antônio do Aracanguá city, SP, in Baixo Tietê Water Resources Management Unit (WRMU - 19). This waterbody was divided into compartments and analyzed by transects, which are transverse axes to the flow, and experiments involving installation of sedimentation traps, collect of bottom sediments and flow measurements were carried out in two distinct hydrological periods: one in January during the rainy season, and another in August, during the dry season. The maximum suspended solids deposition rate were 62.40 g/m² day during the rainy season, and 37.29 g/m² day during the dry season. So, the average rate of nitrogen deposition were 0.53 and 2.02 g/m² day, and the rate of phosphorus were 139.67 and 103.89 mg/m² day, during the rainy and dry seasons, respectively. As for exportation rates, the average rates found of suspended solids were 725.96 and 2328.44 ton/day, the rates of nitrogen were 121.41 and 299.84 ton/day, the rates of phosphorus were 14.86 and 10.05 ton/day, during the rainy and dry seasons, respectively. The results obtained, when compared to other studies in similar environments, show high rates of solids and nutrients deposition and export, demonstrating, this way, the incidence of eutrophication processes and siltation of the water resources, as well as the expression of impacts from the landuse, able to influence the water quality.

Com a crescente demanda de energia elétrica há a necessidade da criação de novas fontes de energia e otimização das fontes já existentes. No caso de países que apresentam uma matriz energética predominantemente hidrelétrica como o Brasil, com grandes usinas e reservatórios, os estudos sedimentológicos e os levantamentos batimétricos se apresentam como importantes ferramentas para melhorar o planejamento e o gerenciamento dos recursos hídricos e energéticos. Atualmente, muitos reservatórios hidrelétricos operam com dados defasados devido, principalmente, ao contínuo processo de assoreamento dos reservatórios. Este fato faz com que as políticas de gestão e operação destes reservatórios sejam realizadas a partir de dados diferentes dos encontrados na realidade. Neste contexto, a dissertação apresenta um estudo de caso no Reservatório de Três Irmãos (SP), onde foi realizado um levantamento batimétrico em 2008, e a partir da comparação dos dados obtidos neste levantamento com os dados fornecidos pela concessionária de energia, de 1975, foi possível estimar as perdas de volume total, útil e morto do reservatório que correspondem a 14,3%, 14,5% e 14,2%, respectivamente. A partir da observação destas modificações nos dados operacionais do reservatório em estudo, foi realizada a simulação da operação do reservatório e da usina hidrelétrica por meio do software AcquaNet, com a intenção de analisar qual a interferência do assoreamento do reservatório na geração de energia elétrica, durante o período de 1993 a 2008. Com os resultados foi constatado que a diminuição do volume útil do reservatório (devido ao assoreamento) acarretou na redução da energia gerada pela usina durante o período analisado. Também foi possível estimar as perdas financeiras da concessionária de energia com a redução da produção energética. Foram sugeridas, ainda, algumas medidas preventivas e corretivas para a redução do processo de assoreamento do reservatório em estudo. / With the increasing demand of energy, it is necessary to create new sources and optimize the ones that already exist. In the case of countries that present an energy matrix predominantly hydroelectric such as Brazil, where there are huge power plants and reservoirs, the studies on sedimentation and beating surveys are presented as important tools to sharpen the planning and the management of water and energy resources. Currently, most of the hydroelectric reservoirs operate in gapped data, due to, mainly, the continuing process of reservoirs silting. This makes management policies and operation of these reservoirs be performed from data that differ from the ones found in reality. In this context, this dissertation presents a case study at the Três Irmãos Reservoir (SP), where a beating survey was carried out in 2008, and, from the comparison of the data revealed in that survey with the data provided by the power utility in 1975, it was possible to estimate the losses of total capacity, live storage and void volume of the reservoir, which correspond to 14,3%, 14,5% e 14,2%, respectively. From the observation of these operational data modification of the reservoir under study was performed the simulate of the operation of the reservoir and hydroelectric plant with the employing of the AcquaNet software with the intention to look into the interference of silting of the reservoir in generate electricity during the period 1993 to 2008. With the results was found that the decrease in the capacity of the reservoir (due to siltation) resulted in the reduction of energy generated by the plant during the period analyzed. With this verification, it was also possible to estimate the financial losses of the power utility with the reduction of energy production. Was suggested also, some preventive and corrective measures to reduce siltation process in the reservoir under study.

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

The research aimed to evaluate the sediment transportation and deposition and the sedimentation (silt, siltation) in the Coruripe- I Reservoir, analyzing the quantification of the sediment transportation by drag (drag, dragging), and in suspension. The lake has, nowadays, 373 ha of water surface, and was built in 2006 to demand water for irrigation. It is located in the Coruripe River Hydrographic Basin, with 1562 Km2 of area. According to the batimétricos (bathymetric) data, the depth of the reservoir varies from 0.8 to 12.3 m, from the montant to the dam. To quantificate the transportation of the sediments in suspension and bearing, samples were taken above the reservoir, and the bottom sediments samples were collected within the lake at the same time as the Topo-bathymetric survey, with a Ecman dredging machine. Samples of suspended sediments were analyzed through total evaporation and subsequent weighting, than quantified in proportion to the sample volume. The size of the bottom samples wasn t possible to determine due the composition homogeneity of the samples, containing only mud. It was verified that the depositions are predominantly made up of silt and clay. It was estimated that the assoread volume of the lake, in 3 year of existence, is about 59,12%, with mean rate of sediment accumulated around 512,549.43 ton.ano-1. The areas of greater sedimentation and eutrophication were in the direction from downstream to montant by sediments, derived from the river that provides the reservoir and from the laterals to the centre, due to sediment erosion brought from areas of the reservoir slopes, planted with cane sugar, in which are not maintained the tracks of ciliary preservation, which would act as a kind of filter by reducing this direct contribution. It is estimated that, if urgent decisions to contain the marginal sediments were taken, this reservoir utile life can rise to approximately 85 years, otherwise, if the current level of sedimentation (sedimentation) continues, the effective utile life will not exceed 3 years. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A pesquisa teve como objetivo avaliar o transporte no rio Coruripe e o empilhamento de sedimentos provindos de uma barragem que rompeu à montante do Reservatório Coruripe - I, mediante estudos da quantificação do transporte de sedimentos por arraste e em suspensão. O lago possui atualmente espelho d água de 373 ha, construído para demanda de água para irrigação em 2006. Situa-se na BH do Rio Coruripe, com área de 1.562 km². Pela batimetria, a profundidade do reservatório varia de 0,8 a 12,3 m, de montante à barragem. Para a quantificação dos sedimentos transportados em suspensão e rolamento foram coletadas amostras acima do reservatório e para os sedimentos de fundo foram coletados no interior do lago na mesma época do levantamento topo-batimétrico com amostrador draga tipo Ecman.As amostras de sedimentos em suspensão foram analisadas através da secagem total e posterior pesagem, as quais foram quantificadas proporcionalmente ao volume amostrado. Já com as amostras de fundo não foi possível determinar a granulometria por apresentarem homogeneidade na composição, contendo somente lodo. Estima-se que o volume inutilizado do lago em 3 anos de existência é de 59,12 %, com taxa média de sedimentos acumulados de aproximadamente 512.549,43 ton.ano-1. As áreas de maior assoreamento e eutrofização estão no sentido de jusante à montante por sedimentos oriundos de uma barragem rompida à montante e do rio que abastece o reservatório e das laterais para o centro, devido a sedimentos carreados pela erosão das áreas de encostas, as quais são cultivadas com cana-de-açúcar. Diante disso, não são mantidas as faixas de preservação ciliar, que atuariam como uma espécie de filtro, diminuindo essa contribuição direta. Estimou-se ainda que, se forem tomadas decisões urgentes para a contenção de sedimentos marginais, a vida útil deste reservatório pode se elevar para aproximadamente 85 anos. Caso contrário, se o atual nível de assoreamento continuar, a vida útil efetiva não ultrapassará 3 anos.

FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / O presente estudo tem como objetivo analisar os impactos da densa rede de reservatÃrios da bacia hidrogrÃfica do aÃude Pereira de Miranda (Pentecoste) na produÃÃo de sedimentos e capacidade de armazenamento hÃdrica do sistema. A bacia estudada localiza-se no Nordeste Brasileiro, no Estado do CearÃ, com uma Ãrea de aproximadamente 3.230 km2. Possui uma precipitaÃÃo mÃdia anual de 854 mm e evaporaÃÃo potencial mÃdia observada em tanque do tipo classe A à de 1.464 mm. O solo e a vegetaÃÃo predominante sÃo do tipo luvissolo e caatinga arbustiva aberta. Imagens de satÃlite de anos Ãmidos foram utilizadas para levantamento da aÃudagem na bacia. Foram identificadas unidades de erosÃo derivadas da sobreposiÃÃo de mapas dos parÃmetros da EquaÃÃo Universal de Perdas do Solo (EUPS), o que permitiu a estimativa da erosÃo localizada na bacia e identificaÃÃo de Ãreas potencialmente produtoras de sedimento. Um modelo simplificado foi utilizado para simular a propagaÃÃo de sedimentos pela densa rede de reservatÃrios da bacia. Para estimativa do assoreamento no reservatÃrio Pereira de Miranda, diferentes cenÃrios de estrutura do sistema foram considerados. Foi estimada uma taxa de erosÃo mÃdia na bacia de 59 t.ha-1.ano-1, sendo que 42% da Ãrea da bacia apresenta grau de erosÃo moderado. De acordo com o modelo, o assoreamento do reservatÃrio Pentecoste pode variar de 1,1 a 2,6% por dÃcada, dependendo do cenÃrio considerado. Observa-se ainda que os reservatÃrios de montante podem reter atà 58% do sedimento que chegaria ao aÃude Pereira de Miranda. Os reservatÃrios muito pequenos, com capacidade de atà 100.000 mÂ, embora representem apenas 1,83% da disponibilidade hÃdrica do sistema, sÃo capazes de reter quase 8% do total de sedimento produzido. AnÃlises de sensibilidade mostram que a capacidade de retenÃÃo de sedimentos nos reservatÃrios de montante pode variar de 20 a 58%, dependendo da estrutura do sistema quanto à existÃncia de reservatÃrios de diferentes classes de tamanho. Constata-se ainda que a taxa de reduÃÃo da capacidade de armazenamento hÃdrica do sistema em funÃÃo do assoreamento dos reservatÃrios de montante à relativamente maior do que a observada para o aÃude Pereira de Miranda, devido à retenÃÃo de sedimentos a montante. / The present study aims at analyzing the impacts of the dense reservoir network of the Pereira de Miranda catchment in its sediment yield and water storage capacity of the system. The studied area is located in the Brazilian Semiarid region, in the State of CearÃ, with an area of approximately 3230 km2. It has an average annual rainfall of 854 mm and an annual potential evaporation of 1464 mm. The predominant soil and vegetation type are luvissolo and open shrub caatinga. Satellite imageries from wet years were used to identify the reservoirs of the catchment. Erosion units were identified derived from map overlay of the parameters of the Universal Soil Loss Equation (USLE), which enables the estimation of sediment yield and the identification of areas with high sediment production. A simplified model was used to simulate the sediment routing through the dense reservoir network of the basin. For the estimation of sedimentation at the Pereira de Miranda Reservoir, different scenarios of the system structure were considered. A mean erosion rate of 59 t.ha-1.year-1 was estimated for the basin, in which 42% of the basin area presents a moderate degree of erosion. According to the model, silting of the Pereira de Miranda reservoir may vary from 1.1 to 2.6 %.decade-1, depending on the scenario considered. One may observe that upstream reservoirs are able to retain until 58% of the sediments that would reach the Pereira de Miranda reservoir. The very small reservoirs, with storage capacity below 100,000 mÂ, are able to retain almost 8% of the generated sediments, although they represent just 1.83% of the system water storage capacity. Sensitivity analysis shows that the sediment retention capacity of the upstream reservoirs may vary from 20 to 58%, depending on the system structure concerning the presence of upstream reservoirs from different size classes. One may still conclude that the reduction rate of water storage capacity at the system as a function of reservoir siltation is relatively larger then that observed for the Pereira de Miranda reservoir, due to the upstream sediment retention.

Condições pedológicas, pluviosidade, alterações no uso e ocupação do solo, práticas de manejo de culturas e de preservação interferem diretamente na geração de sedimentos e na taxa de erosão. Em uma bacia hidrográfica esta geração de sedimentos excessiva pode resultar em problemas como o assoreamento dos corpos de água e de reservatórios. Nos reservatórios esta deposição de sedimentos pode representar perda de volume de reservação, promovida pelos sedimentos depositados no fundo da barragem. Com o tempo esta perda poderá vir a representar comprometimento da disponibilidade hídrica para irrigação, para o consumo humano, e para geração de energia. As obras de dragagem destes sedimentos são muito caras e resolvem somente os sintomas do problema e não suas causas. Desta forma as quantificações desse assoreamento e de seus deflagradores se mostram necessárias para o planejamento e gestão de recursos hídricos. A presente pesquisa se propõe a avaliar a aplicabilidade do modelo SWAT (Soil Water Assessment Tool) como ferramenta de estimativa de geração de sedimentos para reservatórios avaliando seus resultados, suas potencialidades e fragilidades para as condições locais e sugerir futuras pesquisas e/ou modificações no modelo. O modelo que foi desenvolvido originalmente pelo USDA (United States Departmente of Agriculture) para avaliar erosão e balanço hídrico de bacias hidrográficas, conta com um vasto número de aplicações no mundo, documentação e usuários. A área a ser estuda é bacia do reservatório do Lobo, que possuí uma área aproximada de 227 km² e localizado no município de Itirapina e de Brotas. Atualmente o reservatório é utilizado tanto para geração energética e como atração turística local. Dois cenários de simulação foram selecionados: Cenário 1 de 1977 até 1985 e Cenário 2 de 1996 até 2006. Para realizar as simulações foram utilizados a versão ArcSWAT 2005 version2.34 para realizar as simulações e o SWAT-CUP 4.3.1 para calibração.Os dados de entrada do modelo são: dados de chuvas e vazão diários obtidos da ANA (Agência Nacional das Águas), cartas de levantametno pedológico e cartas de uso e ocupação obtidas a partir de imagens CBERS e LANDSAT. Após calibração utilizando SUFI2 obteve-se o aporte de sedimentos na barragem para os dois cenários. Os resultados do primeiro cenário apresentaram influência negativa de dados inconsistentes de dados de vazão utilizados e limitações observadas na discretização do modelo nas representações do mosaico de uso e ocupação muito fragmentado para este cenário. O segundo cenário, no entanto obteve resultados satisfatórios comprovando a capacidade do modelo como ferramenta de avaliação de geração e aporte de sedimento em reservatórios. / The sediment yield and erosion rates are directly affected by pedologic conditions, precipitation, land and use changes, management and soil preservation practices. Excessive sediment yield in a watershed could result in difficulties caused by siltation processes in rivers and reservoirs. Sediment deposition at the bottom of reservoirs and dams may result in volume loss. In time such loss could become impairment of water availability for irrigation, human consumption and power generation. Sediment dredging is an expensive solution that will address only the symptoms and not the causes of the issue. Therefore assessing the amount of sediment and their causes is required for Water Resources Management and Planning. The present research aims to evaluate the applicability of the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) as sediment generation and contribution estimation tool for reservoirs evaluating the results, assessing the model strengths and weakness for the local contitions and make sugestions for future research and/or model modifications. Originally developed by the USDA (United States Department of agriculture) to assess erosion and water balance of watersheds, this model has a large number of users, available documentation and registered applications across the world. The study area, with an approximate area of 227 km² is the Lobo reservoir watershed, located at the municipalities of Itirapina and Brotas. The reservoir is currently used for hydropower generation and as a tourist attraction. Two simulation scenarios were chosen: Scenario 1from 1977 to 1985 and Scenario 2 from 1996 until 2006. To perform the simulations the ArcSWAT 2005 version 2.34 was selected and the SWAT-CUP 4.3.1 for the calibration. The data input was: daily precipitation and discharge flow datasets from ANA (Agência Nacional das Águas), pedological survey chats and land use charts obtained from CBERS and LANDSAT imagery. After calibration using SUFI2, sediment yield and contribution at the dam was obtained for both scenarios. The first scenario results showed negative effects caused by inconsistent input data flow and limitations regarding model discretization on the model representation of highly fragmented land use. The second scenario, however achieved satisfactory results demonstrating the model ability as sediment yield and contribution in reservoir evaluation tool.